风向变化时，风力机通过其偏航控制保持风轮对准风向，风力机的尾流区及其对下游风力机的影响发生变化。下面以如图4-6所示的两台风电机组WTi和WTk为例，研究风向变化对风力机间尾流效应的影响[11]。综上所述，风向变化时风力机间尾流影响发生变化，因此建立风电场的尾流效应模型时，应考虑风电场内风电机组排列布置、风速、风向。......
2023-06-28
考虑风速和风向变化的风电机组分组结果分析
【摘要】：风电场风向不变、风速变化时，风电机组的分组不变；风速不变、风向变化时，风电机组的分组是变化的。针对风电机组分组随风向波动而变化的特点，下面计算风电机组风速系数，然后利用风电场风速系数矩阵对风电机组进行分组。通过计算比较可得，利用不同风速的风速系数计算出的风电机组等效风速与取平均风速系数计算出的平均风速相差0.4%左右。与表4-1所示的根据输入风速对风电机组分组结果相同。图4-14 计算风电场内33台风电机组的风速系数
从表4-1中可以看出，风向相同、风速变化时，风电场内风力机的输入风速不同；在每个风速下，若把输入风速相同的风电机组归为一组，则风电机组的分组相同。
从表4-2～表4-4可以看出，在不同风向下，即使风速相同，风电场内同一台风力机的输入风速也不同；在每一风向下，若把输入风速相同的风电机组归为一组，则风电机组的分组随风向变化而变化。
由以上分析可以看出，根据输入风速是否相同对风电机组分组时，风速和风向对风电机组分组的影响是不同的。风电场风向不变、风速变化时，风电机组的分组不变；风速不变、风向变化时，风电机组的分组是变化的。
针对风电机组分组随风向波动而变化的特点，下面计算风电机组风速系数，然后利用风电场风速系数矩阵对风电机组进行分组。
从图4-7所示的风电场三维风速系数矩阵可以看出，风电场输入风速分为20个区域，风电机组输入风速不可能都是每个风速间隔的边界值，因此，在计算风速系数时需要确定每个风速间隔内的风速基准值。以风向γ=45°，风速间隔10～11m/s，风速分别为10.1m/s、10.5m/s和10.9m/s为例，取步长为vstep=0.01m/s，计算可得风电机组风速系数CIi，见表4-5。
从表4-5可以看出，在一个风速间隔内取不同风速（如10.1m/s、10.5m/s和10.9m/s）时，风电场内同一台风电机组的风速系数绝大部分相同，差别最大的也不超过3；中间风速为10.5m/s时的风速系数近似等于其他两个风速（10.1m/s和10.9m/s）时风速系数的平均值。通过计算比较可得，利用不同风速的风速系数计算出的风电机组等效风速与取平均风速系数计算出的平均风速相差0.4%左右。因此，在一个风速间隔内可以用这个间隔的平均风速作为基准值计算风速系数。
表4-5 风电机组的输入风速
和风速系数CIi
例如，对于图4-11所示的风电场，输入风向γinf为45°，输入风速vinf分别为8m/s、10m/s、15m/s，步长为vstep=0.01。风电机组输入风速上限、下限分别为
计算风电场内33台风电机组的风速系数如图4-14所示。若把风速系数相等的风电机组归为一组，通过查表可得图4-11中33台风电机组可分为5组，WT1、WT3、WT5～WT14、WT16～WT32为一组，WT2为一组，WT4为一组，WT15为一组，WT33为一组。与表4-1所示的根据输入风速对风电机组分组结果相同。
图4-14 计算风电场内33台风电机组的风速系数
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