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考虑偏航效应的新型三维风力机尾流模型
A Novel 3D Wind Turbine Wake Model Considering Yaw Effect
| 作者 | |
| 期刊 | 太阳能学报 |
| 出版日期 | 2026年1月 |
| 卷/期 | 第 2025 卷 第 12 期 |
| 技术分类 | 风电变流技术 |
| 技术标签 | 风电变流器 多物理场耦合 有限元仿真 模型预测控制MPC |
| 相关度评分 | ★★★★ 4.0 / 5.0 |
| 关键词 |
版本:
The paper proposes a simplified 3D yaw-aware wake model (3D_k-yaw Jensen) to mitigate power loss from wake effects and enable yaw optimization in wind farms. It extends the 3D_k Jensen model by incorporating mass/momentum conservation under yaw, accounting for inflow conditions, terrain, turbine aerodynamics, and operation states, especially yaw-induced wake center offset and velocity distribution. Validated via LES and UAV field measurements, it accurately predicts lateral/vertical wake evolution across diverse turbines, wind conditions, and yaw angles.
该文提出一种形式简单、便于计算的新型三维偏航尾流模型(3D_k-yaw Jensen模型),以减缓尾流效应引起的发电量亏损,实现风电场的偏航优化策略.该模型基于3D_k Jensen模型进行改进,引入偏航状态下质量及动量守恒定理,综合考虑入流风况、局地地理信息、机组气动特性及运行工况等多种因素对尾流的影响,同时计及偏航效应对尾流中心偏移和尾流风速分布的影响.通过大涡模拟仿真和无人机外场测量算例,较为全面地验证了模型精度和通用性.结果表明对于不同机型、不同入流风况、不同偏航角条件,3D_k-yaw Jensen模型均较准确地预测了其横向和垂向的尾流速度分布及其发展规律.
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SunView 深度解读
该模型虽聚焦风电机组尾流,但其高精度三维流场建模与偏航优化能力可赋能阳光电源风电变流器的智能协同控制策略。尤其在复杂地形风电场中,结合iSolarCloud平台进行全场机组偏航-变流协同调度,可提升ST系列风电变流器在低风速段的有功响应精度与系统整体发电收益。建议将该模型嵌入iSolarCloud风场数字孪生模块,支撑构网型风电变流器的前馈式功率调节与LVRT/HVRT动态响应优化。