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3、实际工程案例分析
模拟方法
以距离海边约40km处某风电场中的一座测风塔(1#)的实测数据作为计算依据,现获取到该风电场实测地形图及1#测风塔完整一年多个高度实测数据,将其采用不同的大气稳定度以WT进行建模计算,利用1#测风塔的80m风速推算测风塔风切变指数及其他高度的风速。
模拟过程
1#测风塔其所在地形见下图。
从Google Earth中可以看出场区内地形较为平坦,没有较大的起伏,地类主要为农田和房屋。
该塔的主要参数见下表。
风廓线见下图。
以该风电场实测地形图及1#测风塔完整一年80m实测数据作为依据,采用不同的大气稳定度以WT进行建模计算。利用80m风速推算其所在位置的风切变指数结果、推算的60m风速见下表
依据软件计算结果,可以看出,大气稳定度对于风切变指数有很大的影响,当大气稳定度由不稳定,中性,到稳定状态时,风切变指数在逐渐增加,推算至更高的高度时风速会逐渐变大。但是当大气稳定度处于非常稳定的状态时,其风切变指数反而会变小,原因如下:
将Monin-Obukhov 长度按照大气稳定度分类标准画在水平轴上,如下图所示。
当Monin-Obukhov 长度在0附近时,为负值时为非常不稳定(等级为0),且越不稳定越接近于0;为正值时为非常稳定(等级为9),且越稳定越接近于0。因此,由分类标准得到,当大气非常稳定时,其推算出风速会接近于不稳定时的风速,导致风切变指数变小。
4、小结
本文采用WT5.2软件,以近海某风电场的实测地形图及完整年的风速数据作为计算依据,在不同大气稳定度下模拟其风廓线,计算风切变指数。通过与实测数据进行对比论证,发现当大气稳定度由不稳定、中性到稳定状态时,风切变指数在逐渐增大,当大气稳定度在非常稳定状态时,风切变指数反而减小,与不稳定状态相近。因此,在实际的工程当中,应对风电场所在地的大气稳定度加以考虑,不能简单的将其全部归类于中性。
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