4机舱式激光雷达测风技术等效风速适用性分析海装改(1).pdf

1、 郭涛 研究方向：机组及场群CFD仿真分析思路和方案背景及意义不确定性分析展望PART ONE中国海装因风而生、追风而行，秉承“海纳百川、装备天下”的企业精神，用坚守和奋斗，用担当和奉献，让一台台“海装造”风机挺立于高山大海、戈壁草原，把大自然的风转化为源源不断的电，用绿色能源点亮了万家灯火。背景及意义1.1什么是来流等效风速？AV风轮功率叶片受力 V3 V21.2影响等效风速的因素大气湍流引起的风轮面各空间点的瞬时风速随机性高风轮直径增加，剪切效应放大1.3等效风速的表征A1A2A3AN-2ANAN-1U1U2U3UN-2UNUN-1=31=13=31=13 1+3 2 1 2222 3式中

2、，A风轮扫掠面积；Ai 分割后第i段的面积；Ui 分割后第i段的代表性风速；ui第i段脉动速度的标准偏差；i 分割后第i段来流风向与风轮轴线的夹角；i第i段风向变化的标准偏差。IEC 61400-12-1:20171.4等效风速的测量手段机舱式激光雷达的出现为等效风速的实时获取提供了可能测量手段：p 测风塔p 激光雷达 地基雷达 机舱式激光雷达Molas NLMolas B3001.5意义前馈控制技术偏航校正功率曲线机舱风速传递函数校正PART ONE中国海装因风而生、追风而行，秉承“海纳百川、装备天下”的企业精神，用坚守和奋斗，用担当和奉献，让一台台“海装造”风机挺立于高山大海、戈壁草原，把

3、大自然的风转化为源源不断的电，用绿色能源点亮了万家灯火。思路与方案2.1机舱式激光雷达的测量方式Eric,Simley,et al.Optimizing Lidars for Wind Turbine Control ApplicationsResults from the IEA Wind Task 32 Workshop.Remote Sensing 10.6(2018):863-.10AB流场的信息量成本2.1机舱式激光雷达的测量方式112.2基于距离加权的等效风速基于最小二乘法计算激光雷达在不同距离上所对应的加权因子，实现等效风速的计算2.3基于机器学习的等效风速p 依赖目标集的准确性

4、p 在线迭代对载体性能的要求高p 离线迭代对训练集数据的涵盖范围要求高通过激光雷达测量机组前不同断面各高度处的风速Dummy Title 1对各断面的平均风速进行时移处理Dummy Title 2利用机组模型和传感器数据获取风轮实际的等效风速Dummy Title 3时移后的断面风速输入神经网络（BP/LSTM/RBF等）Dummy Title 41234风轮实际的等效风速作为神经网络的训练目标，训练模型参数Dummy Title 452.4基于泰勒冻结假设的等效风速2.5基于机组数据反演等效风速p传动链模型传动链模型p 风轮气动模型风轮气动模型PART ONE中国海装因风而生、追风而行，秉承

5、“海纳百川、装备天下”的企业精神，用坚守和奋斗，用担当和奉献，让一台台“海装造”风机挺立于高山大海、戈壁草原，把大自然的风转化为源源不断的电，用绿色能源点亮了万家灯火。不确定性分析3.1等效风速的不确定因素来流流动结构的非均匀程度高地面粗糙度不稳定度高的大气边界层尾流效应机组运行对来流的干扰风轮前的诱导区的速度亏损与运行机组的推力相关2D以内速度出现衰减现象“Aenean commodo dolor.”不同距离的断面与等效风速的相关性泰勒冻结假设的不确定性两点均匀假设的不确定性诱导模型的不确定性“Aenean commodo dolor.”3.2不同距离的断面与等效风速的相关性3.2不同距离的

6、断面与等效风速的相关性3.3泰勒冻结假设的不确定性流向间距过大，湍流结构不以当地平均速度向下游运动；湍流结构变形大；适用性下降的原因壁湍流对数区迁移速度Uc与当地平均速度U的部分结果采用泰勒冻结假设得到的流向速度空间互相关函数RT为：其中，u为u(x,t)的标准差。Han(2018)3.3泰勒冻结假设的不确定性3.4两点均匀假设的不确定性大气条件类别50100150200250300350400稳定大气均值0.9620.9640.9460.9480.9380.9400.9500.963最小值0.8740.8750.