风洞研究循环偏航控制：功率性能和尾流特性

本研究使用风洞实验探讨循环偏航控制作为一种尾流缓解策略，旨在提高风电场的发电量。该控制策略应用于单个风力涡轮机和一个由三台风力涡轮机组成的风电场，处于完全尾流状态。通过调整控制参数来优化风电场的电力性能，这些参数包括偏航角振幅和偏航斯特劳哈数，并使用粒子图像测速测量尾流。受控涡轮机的偏航角以正弦方式动态变化。当偏航角振幅和偏航斯特劳哈数分别在10°–35°和0.09-0.22范围内时，与无控风电场相比，实现了超过10%的功率增益，峰值功率增益达到15.2%。用于生成控制的功率消耗较小且可预测。尾流测量结果显示，通过循环偏转尾流，该控制策略能够使平均尾流速度缺失轮廓相对平坦，尾流恢复更快，且与无控情况下的尾流湍流强度分布有显著不同。结果表明，循环偏航控制在提高风电场发电量方面具有巨大潜力。还建议根据风洞规模与公用事业规模风电场之间的运动相似性对控制参数进行缩放。