摘要。由于全球海上风电装机容量快速增长,单个风电场的规模也在不断扩大。这对预测能源产量的模型提出了挑战。例如,当前一代尾流模型大多是在现有规模小得多的风电场上校准的。这项工作利用大气大涡模拟分析了未来多千兆瓦风电场的年能源产量和尾流损失。为此,针对一系列假设的 4 GW 海上风电场场景模拟了 1 年的实际天气。这些场景在应用的涡轮机类型、安装容量密度和布局方面有所不同。结果表明,当单个涡轮机的额定功率较大时,在总安装容量保持不变的情况下,生产数量会显著增加。即使对于额定功率相似但功率曲线略有不同的涡轮机类型,也发现生产存在显著差异。虽然风速被确定为决定气动损失的最主要因素,但已确定大气稳定性和边界层高度的明显影响。通过分析第一排涡轮机的损耗,全球年平均阻塞效应估计在 2% 到 3% 之间,但在稳定分层条件和风速约为 8 ms − 1 时,阻塞效应可达到 10% 以上。本研究使用高保真建模技术,深入了解未来多千兆瓦风电场在全年真实天气条件下的性能。
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