【www.zhangdahai.com--可行性研究报告】
摘 要 随着风力发电技术的迅速发展和成本的降低，风力发电已被认为是一种主要的替代化石燃料发电的可再生能源发电方式，目前已得到各国的重视。在缺少实测数据时，对脉动风的模拟尤为重要，而脉动风的生成方法有很多，目标谱也有很多种，在众多的理论中选出一种合理的适合风电场的理论为分析的重中之重，本文通过实例对脉动风的模拟方法进行了分析，得出线性滤波法对脉动风的模拟具有可靠性，为实际工程应用提供了参考依据。
关键词 脉动风；线性滤波法；风电场；可靠性
中图分类号：TM614 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2015）03-0067-02
本文以云南地区特殊的地貌特征为背景，通过收集整理当地的风资源和地质资料，根据线性滤波理论，运用大型数值分析软件Matlab编写程序，人工生产脉动风，选择kaimal谱作为目标普进行拟合，得到符合所研究的风电场的实际情况，为解决山区大型风机塔架安全问题提供理论基础。
1 线性滤波法理论简介
根据随机振动理论[1-3]，功率谱密度和相关函数间符合维纳—辛钦公式：
协方差与回归系数的关系为：
求出自回归系数矩阵后，将公式（1）式按时间间隔离散化，得到个脉动风时程向量，生成随机风速时程。
2 工程实例分析
对脉动风谱的选择，因本文研究的是高耸塔架，综合考虑，采用与高度有关的Kaimail谱模拟脉动风。
根据测风塔的实测气温、气压资料计算空气密度如下表1所示。
表1 3612号测风塔气温、气压及空气密度成果表
各测风高度的月、年平均风速和风功率密度见图1、图2。
各高度的风速、风功率密度年内变化比较一致。风速、风功率密度1月～5月较大，8月～10月较小，月风功率密度最大月与最小月的比值为6.5，具有全年两季风特征。
利用上述介绍的线性滤波法模拟风机塔架的脉动风速时程。
将输电塔分为4段，采用Kaimail谱作为目标谱对图中节点的脉动风速时程进行模拟[4]。各节点坐标1（0，0，10），2（0，0，30），3（0，0，50），4（0，0，70）
采用线性滤波法进行模拟脉动风速时程[5-7]，相关参数如下。
风电场工程所在地年平均风速为8.4 m/s，时程总长t=500s，时间步长t=0.1s，上限频率fup=10π，频率范围等分数N=210。
为了探究脉动风速时程的可靠性，对模拟点的模拟功率谱与目标功率谱比较，验证模拟风场与目标函数的吻合程度。
由图可知模拟风速谱的谱线趋势与目标谱线基本吻合。
3 结论
本文首先对研究区的自然脉动风进行了分析，然后通过对脉动风的理论和生成方法做了对比，选出了适合本风电场的脉动风的研究方法，即线性滤波法，用线性滤波法进行风电场脉动风模拟，得到的风电场脉动风功率谱与目标功率谱具有较高的吻合程度，方法合理可靠，为实际工程应用提供了参考依据。
基金项目
宜昌市2013年度科技研究与开发项目（A13-302b-01）；湖北三峡职业技术学院2012科研立项（2012KY02）。
参考文献
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作者简介
罗强（1990–），男，湖北潜江人，三峡大学，硕士研究生，研究方向：结构工程。
本文来源：http://www.zhangdahai.com/shiyongfanwen/kexingxingyanjiubaogao/2023/0331/577527.html
