11风场尾流控制相关研究-金风慧能-刘林-外发.pdf

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1、 GOLDWIND SCIENCE&TECHNOLOGY CO.,LTD.金风慧能2023年7月风场尾流控制相关研究 GOLDWIND SCIENCE&TECHNOLOGY CO.,LTD.标题首行8个字最多2行字 GOLDWIND SCIENCE&TECHNOLOGY CO.,LTD.目录CONTENTS一背景介绍二技术路线三典型案例四技术权威认证 GOLDWIND SCIENCE&TECHNOLOGY CO.,LTD.可持续 更美好 GOLDWIND SCIENCE&TECHNOLOGY CO.,LTD.3一、背景介绍什么是尾流效应：风机从风中获取能量的同时在其下游形成风速下降的尾流区。风

2、机尾流效应会导致下游区域风速分布不均。图右一为欧洲Horn Rev风场尾流效应示意风电机组尾流会引起附加湍流，影响下游机组发电性能和疲劳载荷对于海上和大基地项目，尾流效应明显，会严重影响机组发电性能并增加载荷水平，尾流引起的产能损失可高达15%欧洲北海Horns Rev风电场右一尾流控制：通过激光雷达测风技术，对风域进行重构，结合毫秒级机组实时数据，以及大数据分析、深度学习等技术，流体力学原理构建尾流重构算法模型，对机组进行尾流控制通过场级控制技术，结合激光雷达先进控制技术，实现全场机组尾流控制，提升全场发电水平，减少机组疲劳载荷影响 GOLDWIND SCIENCE&TECHNOLOGY C

3、O.,LTD.4二、技术路线 1 2硬件：场级控制服务器+机舱式激光雷达传感器软件：基于大数据、深度学习场级控制系统+激光雷达智能控制技术+先进尾流控制技术场级控制服务器机舱式高性能激光雷达传感器1.尾流控制技术整体拓扑结构 GOLDWIND SCIENCE&TECHNOLOGY CO.,LTD.5二、技术路线先进尾流控制技术：基于激光雷达深度感知、激光雷达前馈控制、大数据和场群协同控制，结合空间风域重构算法，通过改变上游机组的流场，进而优化下游机组和全场机组的发电量及疲劳载荷。尾流效应及尾流动态控制原理右一图为大规模海上风电场中真实尾流效应实景图，可见上风向机组对下风向的尾流影响非常明显；右

4、二为尾流重定向技术原理，上游机组通过激光雷达提前测风主动偏航，可见自然状态尾流区域（青色阴影）与受控尾流区域（蓝色阴影）的比较，尾流区域已偏离下风向机组。尾流重定效果展示左图中1、2为仿真平台中展示的尾流控制前、后机组流场变化的情况；该分析过程可用于方案实施前预估效果。仿真示例：尾流控制实施前后对比122.先进尾流控制技术欧洲北海Horns Rev风电场右一右二 GOLDWIND SCIENCE&TECHNOLOGY CO.,LTD.6三、典型案例山东某德州风电场：设立尾流控制机组和未激活尾流控制机组，在尾流控制机组部署激光雷达和场群控制系统。如图1所示未实施尾流控制前，下游机组（A40）受上

5、游机组（A46）尾流影响较大，影响下游机组（A40）发电性能以及载荷如图2所示，实施尾流控制后，上游机组主动偏航，实现尾流偏转调整尾流轨迹实现尾流重定向，减少了下游机组尾流影响12上图为激活尾流控制机组（蓝色散点）和未激活尾流控制机组（红色散点）功率散点。如图可知，激活尾流控制时对机组发电性能有明显提升效果。GOLDWIND SCIENCE&TECHNOLOGY CO.,LTD.7三、典型案例澳洲某新建风电场：对7台旗舰机组实施尾流控制优化澳洲某新建风电场简介-50台GW140-3.4MW，轮毂高度100m，总容量170MW-测风塔年平均风速7.2m/s，主风向NNW（2016.2-2017.

6、2）,风电场预计年发电量508.9GWh-风电场地形平坦，各机位点海拔落差最大约66米；风机排布整齐，尾流效应明显实施方案-针对风电场尾流情况，对现场进行尾流控制优化；-选择7台旗舰机组，安装了激光雷达传感和场群控制系统；-优化后，年发电量提升约为1.3%GOLDWIND SCIENCE&TECHNOLOGY CO.,LTD.8四、技术权威认证技术权威认证：在技术迭代和产品化过程中十分重视技术风险的把控，与DNV/UL/WindGuard 等多家权威机构开展了核心技术的符合性