根据某风场测风数据可知,风场环境湍流强度小于IEC C类湍流等级,见图1,在此基础上我方(联合动力)与设计院利用不同软件对该风场内全部机位进行了湍流强度计算。
图1 测风塔环境湍流强度
我方利用WindFarmer计算得到,有4处机位设计湍流强度超标严重,其中2#机位全风速段湍流强度约为25%,见图2。而设计院利用WT计算得到,所有机位湍流强度均不超过IEC B类等级,见图3。
图2 2#机位处有效湍流强度(WindFarmer计算结果)
图3 全部机位处有效湍流强度(WT计算结果)
根据以上结果可知,我方与设计院计算结果偏差较大,且对相关机位安全等级评定产生关键作用,因此我方按照IEC标准附录D中相关公式,通过简化地形因素(按平坦地形考虑),直接对特定机位湍流强度进行计算(不采用任何软件)。
以2#机位为例,对其有效湍流强度Ieff进行计算。根据机位布置方案可知,2#机位与1#机位和3#机位分别相距326m(位于7扇区,按12扇区进行划分)与319m(位于0扇区),见图4。结合测风塔实测数据,可以近似得到2#机位处各扇区的环境湍流强度与风频分布,进而计算得到2#机位处有效湍流强度,见图5与图6。
图4 所有机位与测风塔布置图
图5 测风塔风速玫瑰图
图6 根据IEC附录D计算的2#机位湍流强度(IEC标准结果)
计算结果显示,2#机位处的有效湍流强度(IEC标准结果,蓝线)已基本达到IEC A类湍流标准,与设计院湍流强度较小的结论不相符。同时,鉴于2#机位处的地形比测风塔处更为复杂,风速在经过复杂地形时,较平坦地形更易形成附加的湍流强度,因此2#机位实际的有效湍流强度必然超过以上理论计算结果,与WindFarmer计算结果可相互验证。
另外,GH WindFarmer软件是由英国Garrad Hassan公司开发的风电场设计及优化软件,其计算结果具有很高的可行度。
综上所述,我方认为WindFarmer计算结果可信度较高。