PowerPoint 演示文稿

Size: px

Start display at page:

Download "PowerPoint 演示文稿"

蛮窥伍
4 years ago
Views:

1 WindSim 尾流模型及湍流模型的对比分析王海渠 2018 年 09 月

2 目录 : 一 WindSim 尾流模型对比二 WindSim 湍流模型对比三结论与探讨

3 一 WindSim 尾流模型对比 1. 项目简介其它条件相同, 仅采用不同的尾流模型, 在某近海区域内探讨尾流模型与年发电量和尾流损耗的影响关系 80m 高度处, 测风塔在一年内测量结果的平均风速是 9.1m/s

2.WindSim 计算设置网格划分 Easting Northing z Total Grid spacing (m) 73.2-855.9 73.0-543.

3 z-dist. min (m) 1.8 5.8 10.4 15.7 21.7 28.3 35.6 43.6 52.2 61.5 保证流场计算条件设定不变, 仅改变尾流模型, 采用 76 台海装 H127-5.

4 2.WindSim 计算设置网格划分 Easting Northing z Total Grid spacing (m) Variable - Number of cells z-dist. max (m) z-dist. min (m) 保证流场计算条件设定不变, 仅改变尾流模型, 采用 76 台海装 H MW 机组进行计算风机和测风塔位置 Height of boundary layer (m) Speed above boundary layer (m/s) 10.0 Boundary condition at the top fix pres. Potential temperature No Turbulence model Standard Solver GCV Maximum iterations 2000

5 3. 结果对比 Turbine Type H MW Turbine Type H MW Turbine Type H MW Wake model 1 Average Hub Gross No. of Capacity wind Height AEP turbines (MW) speed (m) (GWh/y) (m/s) AEP with Full Wake wake load Capacity losses losses hours factor(%) (%) (GWh/y) (hours) Wake model 2 Average Hub Gross No. of Capacity wind Height AEP turbines (MW) speed (m) (GWh/y) (m/s) AEP with Full Wake wake load Capacity losses losses hours factor(%) (%) (GWh/y) (hours) Wake model 3 Average Hub Gross No. of Capacity wind Height AEP turbines (MW) speed (m) (GWh/y) (m/s) AEP with Full Wake wake load Capacity losses losses hours factor(%) (%) (GWh/y) (hours) 通过基于相同流场计算结果的年发电量对比, 可以看出, 相对而言,WindSim 软件中尾流模型 3 算得的风场整体年发电量损耗最大, 尾流模型 1 的结果与之相近, 略有偏小, 尾流模型 2 算得的损耗最小 ; 满载小时数等计算结果随尾流损耗计算的不同而负相关浮动

4. 不同项目的计算结果比较 Height of boundary layer (m) 500.0 Speed above boundary layer (m/s) 10.0 Boundary condition at the top fix pres.

56.7-614.1 56.7-402.5 Variable - Number of cells 299 176 19 999856 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 z-dist. max (m) 10 30 50 70 90 111.

6 4. 不同项目的计算结果比较 Height of boundary layer (m) Speed above boundary layer (m/s) 10.0 Boundary condition at the top fix pres. Potential temperature No Turbulence model Standard Solver GCV Maximum iterations 500 Easting Northing z Total Grid spacing (m) Variable - Number of cells z-dist. max (m) z-dist. min (m) 某近海项目,97m 高度处, 测风塔在一年内测量结果的平均风速是 6.01m/s

风机和测风塔位置由计算结果可得, 尾流模型 2 的尾流损失最小 Turbine Type H151-5.0MW Turbine Type H151-5.0MW Turbine Type H151-5.0MW Wake model 1 Hub Gross No.

7 风机和测风塔位置由计算结果可得, 尾流模型 2 的尾流损失最小 Turbine Type H MW Turbine Type H MW Turbine Type H MW Wake model 1 Hub Gross No. of Capacity Height AEP turbines (MW) (m) (GWh/y) Average AEP with Full Wake wind wake load Capacity losses speed losses hours factor(%) (%) (m/s) (GWh/y) (hours) Hub Gross No. of Capacity Height AEP turbines (MW) (m) (GWh/y) Average AEP with Full Wake wind wake load Capacity losses speed losses hours factor(%) (%) (m/s) (GWh/y) (hours) Hub Gross No. of Capacity Height AEP turbines (MW) (m) (GWh/y) Wake model 2 Wake model 3 Average AEP with Full Wake wind wake load Capacity losses speed losses hours factor(%) (%) (m/s) (GWh/y) (hours)

8 二 WindSim 湍流模型对比 1. 项目简介基于某海上风电项目, 通过采用不同的湍流模型对计算结果进行了对比, 并通过不同测风塔之间的交叉检验对湍流模型进行了实用性初步评价所有算例网格及各模块计算参数设置均相同, 仅对风场模块的湍流模型进行了修改风机和测风塔位置采用 61 台风机, 其中 60 台为 H MW,1 台为 H MW

2. 测风塔数据测风塔主要参数 Climatology Average wind speed Weibull k, Weibull A 1083 6.14 1.90 6.

9 2. 测风塔数据测风塔主要参数 Climatology Average wind speed Weibull k, Weibull A 测风塔风玫瑰图和风速频率分布 1083 测风塔风玫瑰图和风速频率分布 9629 测风塔风玫瑰图和风速频率分布

3.WindSim 计算设置 Height of boundary layer (m) 500.0 Speed above boundary layer (m/s) 10.0 Boundary condition at the top Potential temperature fix pres.

10 3.WindSim 计算设置 Height of boundary layer (m) Speed above boundary layer (m/s) 10.0 Boundary condition at the top Potential temperature fix pres. No 网格划分 Solver GCV Maximum iterations 2000 流场计算条件设定 Easting Northing z Total Grid spacing (m) Variable - Number of cells z-dist. max (m) z-dist. min (m) 密度统一采用固定值 1.238kg/m3, 尾流模型均采用 Wake model 1

11 4. 结果对比 Standard k-ε 湍流模型算得的风资源图谱 Modified 湍流模型算得的风资源图谱 RNG k-ε 湍流模型算得的风资源图谱 k-ε with YAP Correction 湍流模型算得的风资源图谱从速度等值线包络的范围可以看出,Standard k-ε 湍流模型与 k-ε with YAP Correction 湍流模型的计算结果非常相近, k-omega 湍流模型计算风资源图谱的风速等值线与其他模 k-omega 湍流模型算得的风资源图谱型结果差异很大

12 Climatology name Turbulence Model Gross AEP (GWh/y) AEP with wake losses (GWh/y) Wake losses (GWh/y) Wake losses (%) All Standard k-ε Modified k-ε RNG k-ε YAP Correction k-omega Standard k-ε Modified k-ε RNG k-ε YAP Correction k-omega Standard k-ε Modified k-ε RNG k-ε YAP Correction k-omega Standard k-ε Modified k-ε RNG k-ε YAP Correction k-omega 从计算结果可以看出, Standard k-ε 模型和 k-ε with YAP Correction 模型的发电量和平均尾流损失非常接近, 与风速等值线结果吻合 k- omega 模型计算结果的平均尾流损失相对最小, 平均发电量相对较高

13 不同湍流模型下风速的交叉检验结果 Modified 模型风速交叉检验 Concurrent records Modeled Error (%) RNG k-ε 模型风速交叉检验 Concurrent Error (%) records Modeled Standard k-ε 模型风速交叉检验 Concurrent records Modeled Error (%) Concurrent records Modeled Error (%) YAP Correction 模型风速交叉检验 k-omega 模型风速交叉检验 Concurrent records Modeled Error (%)

14 Standard k-ε Modified k-ε RNG k-ε YAP Correction k-omega 风速交叉检验平均误差 (%) 从平均误差来看,RNG k-ε 湍流模型在计算风场风速时的误差相对最小 ; 从表格中 Modeled 三项的变化可以看出, 不论参考测风塔和目标测风塔的风速差距大小, 参考测风塔的风速测量值和目标测风塔的风速计算值普遍很接近, 说明 WindSim 计算的风场中的风速变化要比实际风场中的风速变化更加和缓这样, 如果风场中两个测风塔的平均风速相差较大, 在进行交叉检验时很容易出现误差较大的情况

15 不同湍流模型下湍流强度的交叉检验结果 Modified 模型风速交叉检验 Concurrent records Modeled Error (%) RNG k-ε 模型风速交叉检验 Concurrent records Modeled Error (%) Standard k-ε 模型风速交叉检验 Concurrent records YAP Correction 模型风速交叉检验 k-omega 模型风速交叉检验 Modeled Error (%) Concurrent records Modeled Error (%) Concurrent records Modeled Error (%)

16 Standard k-ε Modified k-ε RNG k-ε YAP Correction k-omega 湍流强度交叉检验平均误差 (%) 从平均误差来看,k-omega 湍流模型在计算风场湍流强度时的误差相对最小 ; 从表格中 Modeled 三项的变化可以看出, 不论参考测风塔和目标测风塔的湍流强度差距大小, 目标测风塔的湍流强度计算值和参考测风塔的湍流强度测量值普遍很接近, 说明 WindSim 计算的风场中的湍流强度变化主要来源于导入的测风塔数据测风塔数据的质量对微选阶段的计算结果影响甚大

17 5. 不同项目的计算结果比较采用与尾流模型对比部分相同的项目, 尾流模型固定设置为 wake model 2, 其他设置不变, 只改变湍流模型进行发电量计算, 结果如下 : Climatology name Turbulence Model Gross AEP (GWh/y) AEP with wake losses (GWh/y) Wake losses (GWh/y) Wake losses (%) Standard k-ε Modified Exported_97m k-ε with YAP RNG k-ε k-omega 同样是 k-omega 模型平均尾流损失最小, 但发电量偏低, Standard k-ε 模型和 k-ε with YAP Correction 模型的发电量和平均尾流损失非常接近

18 三结论与探讨 1. 结论对于近海或海上风电项目, 关于 WindSim 尾流模型, wake model 2 算得的损耗最小, wake model 3 算得的风场整体年发电量损耗与 wake model 1 的结果相近 ; 关于 WindSim 湍流模型, k-omega 模型计算结果的平均尾流损失相对最小, 平均发电量存在不确定性,Standard k-ε 模型和 k-ε with YAP Correction 模型的发电量和平均尾流损失非常接近

19 2. 探讨 WindSim 网格加密 ZephyScience 网格加密目前 WindSim 采用的网格加密方式加密区域过多, 相同项目中会产生更多的网格数量, 使得项目计算时间成本偏高在不降低发电量计算准确度的情况下,WindSim 是否有必要采用针对机位点和特定位置局部加密的方式, 以降低项目计算的时间成本?

20 中国海装风电希望加强与各界的协作, 共同促进行业的发展公司微信个人微信

重庆理工大学学报社会科学ｑｊｍＡｍｍｍＫｗＥＲＦｍｑ缩减数据的准确性可得到保障此外一引言随着我国对生态文明建设的重视建设资源节约型和环境友好型社会成为国家发展的一大任务随着我国经济的不断发展和人们生活水平的因此环保绿色也会成为各个行业未来发展的一提高尤其

重庆理工大学学报社会科学ｑｊｍＡｍｍｍＫｗＥＲＦｍｑ缩减数据的准确性可得到保障此外一引言随着我国对生态文明建设的重视建设资源节约型和环境友好型社会成为国家发展的一大任务随着我国经济的不断发展和人们生活水平的因此环保绿色也会成为各个行业未来发展的一提高尤其经济管理重庆理工大学学报社会科学年第卷第期ＪＣｑＵＴＶＮｊ基于ＥＲＦ模型的我国快递行业服务质量评价指标体系研究梁雯王媛媛安徽大学商学院合肥摘要以绩效感知服务质量模型ＥＲＦ模型为基础并结合先前学者的研究利用问卷调查和探索性因子分析设计出由个指标构成的快递服务质量评价体系并将它们分别归为和个一级维度个维度的命名并不是严格按照原有模型而是结合实际调查数据分析进行相应调整的结果