两种湍流指标分析及对风机选型的影响

　　在风资源分析过程中，湍流一直是一个重要的指标。目前湍流强度的分类，遵循IEC第三版和《低风速风力发电机组选型导则》规定，接下来将对两种湍流指标进行分析。
　　
　　一、什么是湍流
　　
　　湍流是流体的一种流动状态。当流速很小时，流体分层流动，互不混合，称为层流，也称为稳流或片流；逐渐增加流速，流体的流线开始出现波浪状的摆动，摆动的频率及振幅随流速的增加而增加，此种流况称为过渡流；当流速增加到很大时，流线不再清楚可辨，流场中有许多小漩涡，层流被破坏，相邻流层间不但有滑动，还有混合。这时的流体作不规则运动，有垂直于流管轴线方向的分速度产生，这种运动称为湍流，又称为乱流、扰流或紊流。
　　
　　形象的图示如下： 　　 　　
　　二、两种湍流指标分析
　　
　　为最大限度利用风电场中的风能资源及保障风力发电机组的安全运行，IEC61400-1第三版对风力发电机组的等级分类参数做出了要求。见下表：
　　 　　
　　实际分析风资源过程中，我们采用测风塔15m/s的湍流代表值来判断风电场内的湍流水平，以此作为风机选型的依据。
　　
　　但是，近年来低风速风电发展迅速，可开发风速不断下探。因此国家能源局于2017年8月1日实施的《低风速风力发电机组选型导则》（NB/T 31107-2017）能源行业标准应运而生。其中对低风速风力发电机组等级分类参数做出了新的规定，见下表。
　　 　　
　　注：I10——风速为10m/s时的湍流强度值，为1.31×Iref。