华北某风电场海拔高度1290m~1784m,占地面积118.57km2,建设规模为400MW。地貌有台地和少部分缓坡丘陵。玄武岩台地地势总体呈南高北低、西高东低的波状起伏,较为平坦。目前场区内有两座测风塔,在不引入特定地点风流实测数据的情况下,WT 软件可以对流体进行定向模拟进而了解风流的相关属性。
影响风况的风流参数主要有风加速因数、入流角、湍流强度和水平偏差。这些风流参数都受到地形的影响,其中风加速因数和湍流强度还受到地表粗糙度的影响。WT 在三维网格中求解NS 方程,可以准确模拟地形起伏变化对风流的影响,根据地表粗糙度水平,在NS 方程中自动应用附加的表面吸收井项或林区体积吸收井项,并相应地修整湍流模型,以模拟不同地表对风流的影响。
测风塔选址时,所在位置的湍流强度、水平偏差、入流角要尽可能小,而风加速因数要能代表风电场区域的平均水平。以此风电场已有的两座测风塔70m 高度的扇区292.5°(图2—图5)和扇区225°(图6—图9)为例说明。将风电场区域内地形粗糙度设为0.05,扇区步长22.5°,进行风流参数定向计算。
在扇区292.5°方向上,测风塔1 和测风塔2 所在位置风加速因数约为1.25,基本可以代表整个风电机组所在的区域;湍流强度为0.13,周边区域与之类似,其南方有一低值区;水平偏差和入流角的情况也较为理想。在扇区测225°方向上,测风塔1 风加速因数偏小,测风塔2 则和风电机组区域的平均水平差别不大。两个塔所在位置的湍流强度、水平偏差、入流角都较周边的值低,符合上述提及的原则。测风塔1 距离风电机组阵列过远,海拔于风电机组群所在处相差了百米以上,综合考虑,用测风塔2 进行风能资源评估更为合理。