湍流強(qiáng)度對(duì)機(jī)組選型的影響

　　湍流是一種渾沌的、不規(guī)則的流動(dòng)狀態(tài)，其流動(dòng)參數(shù)隨時(shí)間與空間作隨機(jī)的變化，因此本質(zhì)上是三維非定常流動(dòng)，且流動(dòng)空間分布著無(wú)數(shù)形狀與大小各不相同的漩渦?？梢哉f(shuō)，湍流是隨機(jī)的三維非定常有旋流動(dòng)。

　　為了最大限度地利用特定風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)能資源，同時(shí)保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全可靠運(yùn)行，IEC61400-1對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行了安全分級(jí)。

　　IEC61400-1目前的最新版本是2005年8月發(fā)布的第三版，其中第一版1994年發(fā)布，第二版1999年發(fā)布?，F(xiàn)在市場(chǎng)上流行的大多數(shù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是依據(jù)IEC61400-1第二版或者第三版設(shè)計(jì)的。

表一：IEC61400-1第二版中對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分級(jí)

　　IEC61400-1第二版基于15m/s風(fēng)速下的特征湍流強(qiáng)度定義標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)機(jī)類型。

　　特征湍流強(qiáng)度：對(duì)于10分鐘步長(zhǎng)，每個(gè)步長(zhǎng)包含一個(gè)湍流強(qiáng)度值，特征湍流強(qiáng)度等于這些湍流強(qiáng)度值的第84百分位數(shù)，即有84%的值將小于該值。若湍流強(qiáng)度服從正態(tài)分布，則84百分位數(shù)等于均值加上標(biāo)準(zhǔn)偏差。

表二：IEC61400-1第三版中對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分級(jí)

　　IEC61400-1第三版基于15m/s風(fēng)速下的平均湍流強(qiáng)度定義標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)機(jī)類型。

　　第三版中提出了另一個(gè)概念為代表湍流強(qiáng)度：對(duì)于10分鐘步長(zhǎng)，每步包含一個(gè)湍流強(qiáng)度值，代表湍流強(qiáng)度等于這些湍流強(qiáng)度值的第90百分位數(shù)，即有90%的值將小于該值。若湍流強(qiáng)度服從正態(tài)分布，則第90百分位數(shù)等于均值加上1.28倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

　　在資源分析時(shí)通常的方法是根據(jù)測(cè)風(fēng)塔處的湍流強(qiáng)度來(lái)判斷場(chǎng)區(qū)范圍是否超過(guò)IEC61400-1規(guī)定的風(fēng)機(jī)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。然而通常位于下風(fēng)向的風(fēng)機(jī)點(diǎn)位往往受到上風(fēng)向風(fēng)機(jī)的尾流影響，增加了下風(fēng)向風(fēng)機(jī)的湍流強(qiáng)度，因此應(yīng)該考慮風(fēng)機(jī)尾流產(chǎn)出的湍流強(qiáng)度。因此風(fēng)電場(chǎng)中風(fēng)機(jī)承受的有效湍流強(qiáng)度由環(huán)境湍流強(qiáng)度和考慮尾流影響的附加湍流強(qiáng)度兩部分組成。

　　風(fēng)電機(jī)組湍流強(qiáng)度超標(biāo)時(shí)的處理方式：調(diào)節(jié)機(jī)組周圍風(fēng)機(jī)布置，拉大風(fēng)機(jī)間距;適當(dāng)提高風(fēng)電機(jī)組塔架高度。