2023年4月3日

超大型海上风电场的风力发电。本文的研究目标是表征计划中的超大型海上风电场的功率生产、风电场尾流强度和范围以及尾流引起的功率损失。1.将由于尾流引起的功率损失量化为大气条件的函数（例如：风速、边界层高度和环境湍流动能），ICD（装机容量密度）将为风机阵列布局提供信息。2.引入了归一化尾流范围（NWE）的概念，描述由风场引起的扰动流的面积范围（引入速度赤字Vd=（受尾流影响的风机风速-不受尾流影响的风机风速）/不受尾流影响的风机风速），NWE=平均vd ≤ -0.05覆盖的面积/风场面积），用于验证尾流覆盖区域与风机布局密度相关。3.建立风电场尾流范围的通用模型（假设风电场的强度，面积范围和恢复主要由三个变量控制——自由流WS，TKE，和行星边界层高度PBLH。推导出两种NWE模型：控制布局和半密度布局下的NWE模型，该线性模型的形式表明，①来自大型海上风电场的尾流的面积范围表现出对接近风机轮毂高度HH的自由流风速WS呈显著的负相关性，其中在较低WS处产生较大的尾流。②在每个LA集群中心的自由流PBLH与NWE呈负相关。对于非常大的风机阵列，尾流恢复在很大程度上取决于动量可以从高空传递的速率。来自自由对流层的高动量空气穿过代表边界层顶部的逆温层进入边界层的混合非常缓慢。因此，在低PBLH条件下，可从中提取动量以恢复尾流的空气体积小于在高PBLH条件下的空气体积。③在风机轮毂高度HH处，湍流强度以10为底的对数（lg[TKE]）与NWE也存在负相关性。较弱的环境湍流导致较慢的尾流恢复和较大的尾流范围。）