風電技術論壇之風資源評估與風功率預測——北京國際風能大會展中報道

　　下面這四張圖我們分別研究了參數的系數和改變過渡層的高度所對模型的模擬結果帶來的影響。在這里我們可以看到如果說當我們改變這個拖拽力系數的時候，那么無論是風速的過限，還是說湍流強度的過限，實際上都是發生這種比較明顯的一種變化，基本上是一個這種平移的效果。那么相對應的而言，針對這種改變過渡層高度的變化，我們發現其實這個風流主要是在森林的上方有一個改變，也就是說過渡層的高度實際上僅僅影響森林上方的模擬的結果，對森林內部沒有太多的影響。
　　下面我們看到一個工作是森林模型的矯正工作，這個矯正工作實際上對于所有的以模擬方式來給結果的軟件來說非常重要的。因為這種矯正實際上相當于我們找到了一個俯視的方式來進行應用。我們參考了歐洲標準中一個標準，叫做EC1，這個標準在歐洲做建筑物的風載和計算里面所參考的通用的標準，這個標準里面是基于大量的實測的觀測數據，統計出來的平均風速和湍流強度，隨著高度變化的函數。這個函數當然是根據地表的粗糙度給出的。這樣的矯正工作的意義是使得相當于軟件模擬得到的結果。在平坦的地形上和標準上的結果是一致的。這是這個軟件被更多的，比如說像建筑設計上或者是其他的分工程的研究所接受的前提。
　　這個矯正工作里面我們實際上考慮到了剛才所提到的參數。包括了樹高和樹高度的比值，包括后面看到的過渡層的高度進行的比較，在矯正的過程中我們都進行了考慮，但是矯正工作的細節比較繁瑣，我們最后會給出一個矯正的結果。這個矯正的結果里相當于我們對森林系數里面打三個高度，一個是樹高度的比值，一個是過渡層的高度，還有是森林的密度，還有拖拽力的系數，這三個參數我們分別針對與原始的參數進行了新的更加符合標準的參數。在右邊的話我們可以看到在粗糙度等于一的情況下，不同的參數配制所獲得的模擬結果，以及EC1這個標準所給出的結果之間的比較。我們會看到在這種新參數的前提下，無論是風速還是說湍流強度實際上在誤差的比較中都比原有的模型有了很大的改進。
　　所以說也是基于這樣的一個矯正的工作，我們在新版本的WT的軟件里面在森林模型的設置里面采用了這樣一個最新的結果。最后我簡單的介紹一下實際驗證的案例，因為之前的研究，包括我們做的模型的介紹。包括我們做的參數的影響的介紹和矯正，實際上都是根據平坦地形上的模擬來進行實現的，因為我們實際上在矯正過程中所參考的標準是平坦地面上給出的。
　　下面我們看一下在一個真實的案例里面，經過我們矯正的結果是否能給出一個與實際的結果，這樣一個實力，這是一個法國北部的真實的風電場去進行的。我簡單介紹一下這個項目的背景包括我們模擬使用的參數。在這個項目做研究的時候，我們有一個高分辨率的粗糙度的地圖。這在場區的粗糙度的變化是比較復雜的，樹林的高度，從四米到三十米不等，是一個非均勻的分布。同時這個場區的地形倒不是說非常復雜，它的最大落差是160米左右，這個項目里面主要是想驗證森林的影響，而不是地形的影響。
　　那么在模擬計算方面，我們使用了網格的分辨率仍然是水平方向25米，垂直方向四米。我在模擬上進行了假設，所有在模擬計算里邊我們所使用的重疊是按照中性的重疊給出的。我們對實測的數據進行了過濾。
　　下面是我們看到的常去的真實的森林覆蓋的清雜，左側是谷歌提供的衛星照片，右側是我們使用的高分辨率的圖。我簡單提一下我們驗證過程中如何對數據進行處理，因為我們之前說過，我們在模擬的過程中采用的是中性的大氣穩定度的條件進行模擬的。實際上我們在這樣的模擬的假設條件下，我們也需要使實際的數據進行相應的過濾，才能使我們的模擬條件有一致的對應性。這樣的話我們做了一個強風的篩選。這個強風的定義實際上是我們可以在這邊做出風切片指數，或者是做出湍流強度，隨風度變化的區縣，當風切片指數和湍流強度不隨風速進行變化的時候，這個地方我們可以定義成強風的預值，這個地方我們把七米每秒左右作為一個強風狀態的預值，這個以上的樣本因為風速比較大，基本上不會受到大氣穩定度的影響。
　　換句話說，可以認為強風狀態的樣本里面他們都是屬于一個雙性重疊的分布。右邊這張表格我們給出了在各個不同的方向山區上我們所獲得的這個強風樣本的數量。那么我們在最后的對比里面實際上采取了強風樣本數量比較多的山區所形成的對比。因為樣本數量越多的話有助于消除，盡量的減少實測數據的統計所帶來的誤差。