[发明专利]三维尾流模型的建立方法、装置、设备及存储介质

摘要

本发明实施例公开了一种三维尾流模型的建立方法、装置、设备及存储介质。首先基于预设尾流模型及质量守恒定律进行预测，获得初始垂直高度的尾流风速的高斯分布，然后获取来流风速的风切变曲线，并根据风切变曲线计算旋转角度，再然后对初始垂直高度的尾流风速的高斯分布按照旋转角度进行旋转修正，获得修正垂直高度的尾流风速的高斯分布，再然后对水平面的尾流速度进行预测，获得水平面尾流风速的高斯分布，最后根据修正垂直高度的尾流风速的高斯分布和水平面尾流风速高斯分布建立三维尾流模型。本发明实施例提供的三维尾流模型的建立方法，可以提高尾流模型预测尾流区风速分布的准确性，进而可以应用于风电场的布局优化以及风功率预测。

主权项

1.一种三维尾流模型的建立方法，其特征在于，包括：基于预设尾流模型及质量守恒定律进行预测，获得初始垂直高度的尾流风速的高斯分布，其中，所述预设尾流模型包括Jensen模型和/或2D Jensen‑Gauss模型，初始垂直高度的尾流风速的高斯分布的计算公式如下：其中，z表示距离轮毂中心的高度，u_ref为测风塔或激光雷达在已知高度z_ref测得的风速，z_hub为风机轮毂中心高度；a为轴流诱导因子，由推力系数C_T确定，C_T＝4a(1‑a)，r₀为风力机转子半径；δ_z为高斯分布的标准差，与尾流半径r_z的关系是r_z＝2.58δ_z＝k_zx+r₀，k_z为垂直高度尾流膨胀系数，其中，经验系数K_n取值为0.4，K_Jensen为膨胀系数，C_T为轴向推力系数，x为距离风机的距离，D为风力机直径，I_v为垂直高度的湍流强度；获取来流风速的风切变曲线，并根据所述风切变曲线计算旋转角度；其中，风切变曲线的公式如下：其中，u_ref为测风塔或激光雷达在已知高度z_ref测得的风速，z_hub为风机轮毂中心高度，z+z_hub为距离地面高度，a₀为风剪切指数，根据风电场所处区域的地形和大气环境决定，由公式求出，v₁和v₂为已知高度z₁和z₂的实测风速；对初始垂直高度的尾流风速的高斯分布按照所述旋转角度进行旋转修正，获得修正垂直高度的尾流风速的高斯分布，其中，旋转修正后的垂直高度的尾流风速的高斯分布的计算公式如下：其中，u代表u(x，z)，α表示旋转角度；(M，0)表示旋转点的坐标；对水平面的尾流速度进行预测，获得水平面尾流风速的高斯分布，公式如其中，y表示在水平面上距离轮毂中心的距离，δ_y为高斯分布的标准差，2.58δ_y＝k_yx+r₀，k_y为水平面尾流膨胀系数，经验系数K_n取值为0.4，K_Jensen为膨胀系数，C_T为轴向推力系数，x为距离风机的距离，D为风力机直径，I_u为水平面的湍流强度；C为高度参数，此处为未知数；根据所述修正垂直高度的尾流风速的高斯分布和所述水平面尾流风速高斯分布建立三维尾流模型。