WindSim軟件在我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源評(píng)估中的應(yīng)用

【摘要】： 本文運(yùn)用基于計(jì)算流體力學(xué)方法(CFD)的風(fēng)能資源評(píng)估系統(tǒng)軟件WindSim對(duì)我國(guó)不同地形條件下風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)能資源情況進(jìn)行模擬,并將模擬結(jié)果與測(cè)風(fēng)塔觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,討論了模擬結(jié)果偏差的原因,同時(shí)驗(yàn)證該軟件對(duì)我國(guó)地形地貌和氣候條件的適用能力。 首先運(yùn)用軟件模擬了我國(guó)復(fù)雜地形風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)資源情況,當(dāng)采用位于海拔高度較高、狹管地帶的測(cè)風(fēng)塔作為計(jì)算輸入場(chǎng)時(shí),模擬結(jié)果表明WindSim軟件對(duì)我國(guó)復(fù)雜地形風(fēng)電場(chǎng)的有效風(fēng)速(3～25m/s)頻率的模擬效果比較好,對(duì)小風(fēng)速段的模擬效果比較差。通過(guò)對(duì)比風(fēng)向頻率的模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn),軟件可以準(zhǔn)確地模擬出70m高度的主導(dǎo)風(fēng)向。月平均風(fēng)速的模擬結(jié)果表明,WindSim可以較為準(zhǔn)確地模擬出較高層的月平均風(fēng)速大小。相比較而言,10m高度的模擬結(jié)果與觀測(cè)數(shù)據(jù)差別比較大。當(dāng)利用海拔高度較低的測(cè)風(fēng)塔作為計(jì)算輸入場(chǎng)時(shí)得到的模擬結(jié)果表明,軟件對(duì)有效風(fēng)速頻率、大風(fēng)速頻率和主導(dǎo)風(fēng)向的模擬結(jié)果都比較好,但對(duì)小風(fēng)速段的模擬能力仍然不是很理想。同時(shí),通過(guò)對(duì)比月平均風(fēng)速的模擬值與測(cè)風(fēng)塔的觀測(cè)值發(fā)現(xiàn),軟件對(duì)較高層的模擬能力都較好,模擬結(jié)果有了明顯提高。由此說(shuō)明,用一個(gè)地形相對(duì)簡(jiǎn)單、更具有代表性的地點(diǎn)的實(shí)測(cè)風(fēng)況來(lái)模擬其它地點(diǎn)的風(fēng)資源情況更有利于得到理想的模擬結(jié)果。 此外,利用軟件模擬得到的復(fù)雜地形風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域的年平均風(fēng)速分布圖表明,該區(qū)域的風(fēng)速分布相對(duì)來(lái)說(shuō)比較均勻,大部分區(qū)域的年平均風(fēng)速都達(dá)到7.0m/s以上,表明該區(qū)域具有十分豐富的可供開(kāi)發(fā)利用的風(fēng)能資源,而且模擬得到的平均風(fēng)速分布基本上反映了該區(qū)域的地形特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)比這兩個(gè)高度的風(fēng)速分布情況發(fā)現(xiàn)模擬區(qū)域內(nèi)70m高度上的風(fēng)速大小要稍高于相對(duì)應(yīng)的50m高度處的風(fēng)速值,因此在選擇風(fēng)機(jī)的輪轂高度時(shí)有必要通過(guò)增加輪轂高度的方法來(lái)提高風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)的發(fā)電量。 其次,我們利用該軟件模擬了我國(guó)較平坦地形風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)資源情況,結(jié)果表明對(duì)有效風(fēng)速頻率和小風(fēng)速頻率的模擬結(jié)果都比較好,但是對(duì)風(fēng)向的模擬結(jié)果比較差。相對(duì)于復(fù)雜地形而言,軟件對(duì)于平坦地形地區(qū)的月平均風(fēng)速的模擬能力更好。最后,利用軟件模擬得到的此地區(qū)的風(fēng)速分布圖同樣表明該地區(qū)風(fēng)速分布比較均勻,風(fēng)資源十分豐富,而且隨著高度的增加風(fēng)速逐漸增大。 最后,復(fù)雜地形風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電量模擬結(jié)果表明該風(fēng)電場(chǎng)適合按照4D×6D的排列方式布置風(fēng)機(jī),同時(shí)得到G52-850kW、G80-2000kW兩種風(fēng)機(jī)的適宜輪轂高度均為55m。通過(guò)對(duì)比位于風(fēng)機(jī)列陣不同位置處的風(fēng)電機(jī)所受到的16個(gè)風(fēng)向的尾流影響發(fā)現(xiàn),在實(shí)際工程中,風(fēng)機(jī)的排列方式應(yīng)該垂直與該地區(qū)的主導(dǎo)風(fēng)向,以盡可能地減弱風(fēng)機(jī)間的尾流效應(yīng)。 【關(guān)鍵詞】：WindSim 風(fēng)速風(fēng)向模擬 風(fēng)能資源評(píng)估 尾流效應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)氣象科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TM614
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-15
• 1.1 世界與中國(guó)風(fēng)能資源評(píng)估概況8-10
• 1.1.1 世界風(fēng)能資源評(píng)估概況8-9
• 1.1.2 中國(guó)風(fēng)能資源評(píng)估概況9-10
• 1.2 風(fēng)能資源評(píng)估技術(shù)的研究進(jìn)展10-13
• 1.2.1 世界風(fēng)能資源評(píng)估技術(shù)的研究進(jìn)展10-11
• 1.2.2 中國(guó)風(fēng)能資源評(píng)估技術(shù)的研究進(jìn)展11-13
• 1.3 研究目的和主要內(nèi)容13-15
• 1.3.1 論文的研究目的13-14
• 1.3.2 論文的研究?jī)?nèi)容14-15
• 第二章 WindSim 軟件及資料介紹15-23
• 2.1 引言15
• 2.2 計(jì)算流體力學(xué)基本知識(shí)介紹15-17
• 2.2.1 流體運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本方程15-16
• 2.2.2 流體運(yùn)動(dòng)方程的數(shù)值求解16-17
• 2.2.2.1 計(jì)算區(qū)域的確定16
• 2.2.2.2 迭代收斂的條件16-17
• 2.2.2.3 計(jì)算網(wǎng)格的劃分17
• 2.3 WindSim 軟件的主要組成部分17-19
• 2.4 WindSim 使用中應(yīng)注意的問(wèn)題19-20
• 2.5 資料的介紹20-23
• 2.5.1 測(cè)風(fēng)塔的觀測(cè)資料20
• 2.5.2 地形高度資料20-22
• 2.5.3 下墊面粗糙度資料22-23
• 第三章 WindSim 對(duì)我國(guó)復(fù)雜地形風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源的模擬23-36
• 3.1 引言23
• 3.2 模擬方案設(shè)計(jì)23
• 3.3 模擬結(jié)果與分析-B 為輸入場(chǎng)23-29
• 3.3.1 風(fēng)速頻率分析-B 為輸入場(chǎng)23-25
• 3.3.2 風(fēng)向頻率分析-B 為輸入場(chǎng)25-26
• 3.3.3 平均風(fēng)速分析-B 為輸入場(chǎng)26-29
• 3.4 模擬結(jié)果與分析-A 為輸入場(chǎng)29-36
• 3.4.1 風(fēng)速頻率分析-A 為輸入場(chǎng)29-31
• 3.4.2 風(fēng)向頻率分析-A 為輸入場(chǎng)31
• 3.4.3 平均風(fēng)速分析-A 為輸入場(chǎng)31-34
• 3.4.4 風(fēng)能資源分析34-36
• 第四章 WindSim 對(duì)我國(guó)較平坦地形風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源的模擬36-44
• 4.1 引言36
• 4.2 模擬方案設(shè)計(jì)36
• 4.3 模擬結(jié)果與分析-C 為輸入場(chǎng)36-44
• 4.3.1 風(fēng)速頻率分析-C 為輸入場(chǎng)36-38
• 4.3.2 風(fēng)向頻率分析-C 為輸入場(chǎng)38-39
• 4.3.3 平均風(fēng)速分析-C 為輸入場(chǎng)39-42
• 4.3.4 風(fēng)能資源分析42-44
• 第五章 尾流作用對(duì)風(fēng)機(jī)風(fēng)速和發(fā)電量的影響44-53
• 5.1 引言44-45
• 5.2 風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速和發(fā)電量的模擬試驗(yàn)45-53
• 5.2.1 風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量46-49
• 5.2.2 單個(gè)風(fēng)機(jī)的風(fēng)速以及發(fā)電量的模擬49-53
• 第六章 結(jié)論與討論53-56
• 6.1 結(jié)論53-54
• 6.2 有待進(jìn)一步研究的問(wèn)題54-56
• 參考文獻(xiàn)56-62
• 致謝62-63
• 個(gè)人簡(jiǎn)介63

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電力系統(tǒng)潮流計(jì)算中風(fēng)電場(chǎng)節(jié)點(diǎn)的考慮方法    王偉勝;申洪;

30萬(wàn)千瓦風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目落地雙塔    記者 姜強(qiáng)

風(fēng)機(jī)企業(yè)海外投資風(fēng)電場(chǎng)    本報(bào)記者 陳瑋英

大風(fēng)壩者磨山風(fēng)電場(chǎng)通過(guò)竣工驗(yàn)收    記者 勾六零

投資40億元的50萬(wàn)千瓦風(fēng)電場(chǎng)落戶會(huì)寧    謝東芹

江蘇：建亞洲最大風(fēng)電場(chǎng)    劉海

世界最大海上風(fēng)電場(chǎng)在英啟用    記者 王濤

象山風(fēng)電建設(shè)風(fēng)生水起    象山記者站 陳光曙　丁華 記者 王量迪

應(yīng)加強(qiáng)風(fēng)電場(chǎng)雷電監(jiān)測(cè)評(píng)估和預(yù)警    中國(guó)氣象局公共氣象服務(wù)中心 楊振斌　姚雯

功率預(yù)測(cè)：風(fēng)電場(chǎng)穩(wěn)定并網(wǎng)的重要保證    北京國(guó)能日新控制系統(tǒng)技術(shù)有限公司總經(jīng)理 雍正

三座風(fēng)電場(chǎng)將接入山西電網(wǎng)    記者 張一龍　通訊員 王皚 林霞

風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)等值建模方法研究    蘇勛文

大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)群聯(lián)網(wǎng)的源網(wǎng)協(xié)調(diào)性研究    崔楊

省級(jí)調(diào)度中心風(fēng)電場(chǎng)調(diào)度管理技術(shù)支持系統(tǒng)關(guān)鍵問(wèn)題研究    白永祥

基于混合儲(chǔ)能的風(fēng)電場(chǎng)實(shí)時(shí)功率調(diào)控系統(tǒng)研究    于芃

直驅(qū)式風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)等值建模研究    藺紅

風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究    鄭剛

風(fēng)電場(chǎng)并入電網(wǎng)的調(diào)控理論研究    王成福

含風(fēng)電場(chǎng)電力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行研究    陳功貴

內(nèi)蒙古電網(wǎng)大規(guī)模風(fēng)電入網(wǎng)的運(yùn)行分析及調(diào)度方案設(shè)計(jì)    侯佑華

變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)故障特性與保護(hù)技術(shù)研究    撖奧洋

WindSim軟件在我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源評(píng)估中的應(yīng)用    王美琳

并網(wǎng)型風(fēng)電場(chǎng)的短路電流計(jì)算及低電壓穿越能力分析    李曉濤

風(fēng)電接入對(duì)配電網(wǎng)的影響及對(duì)策研究    陸以軍

含有儲(chǔ)能設(shè)備的風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)運(yùn)行相關(guān)問(wèn)題研究    張飛

含大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)的電網(wǎng)等值研究    譚娟

尼爾基風(fēng)電場(chǎng)新建工程可行性研究    吳勇

大唐吉林向陽(yáng)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)布置方案及發(fā)電量研究    李欽偉

大型風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性研究    蔡彥濤

含直驅(qū)機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性研究    趙海嶺

智能電網(wǎng)中分布式電源對(duì)改善配電網(wǎng)電能質(zhì)量方面的應(yīng)用研究    項(xiàng)喆