导　　师： 陈严

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 汕头大学

摘　　要： 近年来，单个风场的风电机组数量逐渐增加，尾流之间的相互干扰已经成为优化风电场布局的重要影响因素。为了尽可能在有限区域安装更多的风力机，需要进一步评估处于尾流中风力机的疲劳载荷和整个风电场的年发电量，因而开展风力机的尾流结构及尾流干扰下发电效率的风洞实验研究十分必要。本文应用风力机设计理论，制作了风力机实验模型，测量风力机模型下游不同位置处的速度、湍流强度和雷诺应力，研究了风力机尾流沿下游的变化规律，及处于尾流场中风力机发电效率的损失问题，本文的研究内容主要包括以下几个方面：　　首先，开展了单台风力机的功率及尾流结构特性研究。分析单台风力机顺时针旋转和逆时针旋转的功率特性差异。研究了单台风力机尾流速度损失、湍流强度、雷诺应力、功率谱和尾流扩散。根据单台风力机尾流周期性特征，提出一种描述尾流流场空间分布的数据处理方法。　　其次，考虑不同间距，不同湍流强度等级，不同偏航角度，同向或反向旋转风轮在该因素下尾流干扰对整体效率的影响。重点对比了来流风湍流度对串列风力机尾流速度、湍流强度和雷诺应力的影响。结果表明，在近尾流场（x/D<3），反向旋转风轮能有效提高发电效率;上游风力机偏航能提高下游风力机的发电效率。　　最后，根据风洞实验结果，利用欧拉近似模型法，进行尾流干扰发电效率建模，提出一种基于风洞实验的风电场优化布局的方法，该方法对于风力机尾流流场的演变规律的探究和风电场布局优化具有重要的参考价值。

关 键 词： 串列风力机 尾流结构 发电效率 风洞实验 布局优化

领　　域： [] []