基于中微尺度耦合模式的风电场风资源评估方法研究

应 有， 申新贺， 姜婷婷， 陈广宇， 陈 晨

（1.浙江运达风电股份有限公司， 浙江 杭州 310012； 2.浙江省风力发电技术重点实验室， 浙江 杭州 310012）

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风资源评估是风电场开发的核心环节，对风电场效益及风电场投资的成败起着重要的作用，因此， 对风电场的风资源特性进行准确评估，是当今风电工程领域不可忽视的问题。 随着我国风力发电的上网电价逐年下调，风电场的盈亏几乎触及平衡点，对风资源评估方法的精确性提出了更为苛刻的要求。

风资源评估可以分为宏观和微观两个尺度。宏观尺度的评估是指在一个较大的区域范围内，采用中尺度气象模式（Weather Research Forecast，WRF）对宏观大气流动进行模拟，以获得该区域风资源的时空分布特性[1]。 中尺度模式对于分析宏观的风资源分布有很好的指导作用[2]，[3]，然而其空间分辨率较大（1 km 量级），无法求解大气边界层与风电场甚至风力机间的相互作用，无法精确评估风电场内风电机组的风资源状况。 微观尺度的评估是指在风电场范围内，采用计算流体力学（CFD）方法获得风电场内部区域的流动问题和风资源状况。 学者对微尺度风资源评估方法开展了深入的研究，在湍流计算、尾迹流动计算、复杂地形计算等方面均提出了较为成熟的方法和模型[4]～[6]。 CFD 方法的优点是可以实现10 m 量级的分辨率， 精确评估各风电机组的风资源状况，然而其计算入流边界条件时大多采用假设的入流风廓线模型， 无法考虑大范围大气环流对风电场内风流的影响， 因而无法评估真实大气边界入流条件下风电场的流动及运行特性， 导致相关研究成果在工程应用上存在局限。……