一种基于尾流分解方法的偏航风力机尾流速度亏损剖面预测方法

技术特征：
1.一种基于尾流分解方法的偏航风力机尾流速度亏损剖面预测方法，其特征在于，所述方法具体包括：步骤一：将尾流速度亏损剖面分为左右两部分，并分别得到左右两侧归一化速度亏损剖面分布形式；步骤二：获得两侧归一化的速度亏损剖面分布形式与偏航角之间的关系，该过程需要结合已有实测或模拟数据；步骤三：获得系数a，b与偏航角之间的关系；利用已有的经验公式计算速度亏损特征值u
s
，尾流整体宽度以及尾流中心位置c
u
的流向发展函数，通过引入一非对称性系数来描述左右两侧特征宽度的占比，来考虑偏航导致的尾流速度亏损剖面的不对称，且当得到a
u
与偏航角之间的关系后，结合δ能够直接得到左右两侧速度亏损剖面特征宽度和在不同偏航状态下的流向发展函数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一具体为：首先确定速度亏损剖面中心位置，并从中心位置处将速度亏损剖面分为左右两部分，然后分别定义左右两侧速度亏损剖面特征值，最后分别用各自的特征值对左右两侧速度亏损剖面进行归一化处理，得到左右两侧归一化的速度亏损剖面。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤二具体为：定义一个分布函数来描述速度亏损剖面，所述分布函数形式为exp(-aη
2-bη4)，其中η为归一化展向位置坐标，a和b为考虑偏航影响所引入的两个系数，然后通过建立系数a，b与偏航角之间的关系来考虑偏航对归一化速度亏损剖面的影响。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过尾流分解将尾流速度剖面分为左右两个部分，所得到的尾流速度剖面分布形式如下：其中5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过尾流分解，将偏航导致的尾流速度亏损剖面不对称性分为两部分来考虑，即归一化速度亏损剖面的变化和左右两侧特征宽度比值的变化；其中偏航对归一化速度亏损剖面的影响通过a，b两个系数来描述，a，b两个系数与偏航角之间的关系为：a＝k
a
θ a0，b＝k
b
θ b0，其中a0与b0通过现有传统模型得到，k
a
，k
b
需要通过已有数据确定。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，左右两侧特征宽度比值a
u
流向发展斜率具有如下形式：
其中θ
cri
为偏航角临界值，其值与风力机叶尖速比λ的关系为sinθ＝2u
∞
/(ωd)＝1/λ，k
θ
需要通过已有数据确定，叶尖速比定义为λ＝0.5ωd/u
∞
,其中ω为叶轮转速；d为叶轮直径；u
∞
为来流速度。7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述速度亏损剖面中心位置定义为速度亏损最大值所在位置。8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述速度亏损剖面特征值包括速度亏损特征值和尾流宽度特征值。9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-8任一项所述方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时实现权利要求1-8任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明提出一种基于尾流分解方法的偏航风力机尾流速度亏损剖面预测方法。本发明所述方法通过将尾流剖面进行分解，能更具物理意义的考虑偏航导致的尾流速度亏损剖面不对称性。且可以直接通过改进已有的尾流分析模型建立新的偏航叶轮尾流分析模型，从而提高其预测精度，改善风电场偏航控制效益。改善风电场偏航控制效益。改善风电场偏航控制效益。


技术研发人员：赖马树金 熊雪露 李惠
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2022.08.16
技术公布日：2022/11/15