山波和下坡风对风力发电的影响

摘要。垂直传播的山波伴随强烈的下坡风，常见于挪威沿海，并导致山的背风侧和下游的地面风速加快。当稳定分层的空气流过山脉时，山波形成，并可能影响位于复杂地形中的风电场的电力生产。尽管山波和下坡风暴在气象学界受到重视，然而在风能产业内关注相对较少。本研究利用来自67个风力涡轮机的数据，这些涡轮机分布在两座相邻的山上，记录了与山顶相比，山的背风侧的风速加快和电力生产增强。本研究的结果表明，在未来风电场的规划阶段考虑山波可能会使风力涡轮机的布局达到最佳，并提高盈利能力。无量纲山高H^是描述山波发展的关键参数，本研究发现H^与加速的下坡风之间存在强关系。研究结果表明，当H^<3时，山波引发的加速下坡风倾向于在风电场中发生；而在此值以上，背风侧的风速往往弱于山顶。最后，天气研究与预报模型在强下坡风期间较好地再现了两个风电场内的风速空间变化。然而，顺风侧、山顶和背风侧的风速差异并不像观测结果那样明显。