大气边界层与风力发电的相互作用研究综述

来源：高原气象杂志2017年第4期北京时间：

作者：张双益;胡非

单位：中国科学院大气物理研究所大气边界层物理与大气化学国家重点实验室, 北京 100029;中国科学院大学, 北京 100049;中国三峡新能源有限公司, 北京 100053

摘要：大气边界层与风力发电的相互作用是近年来的新兴研究热点，具有重要科学意义和高度应用价值。一方面，大气边界层的风切变现象可导致风电机组的输出功率减小、机械载荷增大；湍流现象在低（高）风速段导致机组的输出功率增大（减小），但对机械载荷具有单调增大的影响；大气边界层具有显著的日变化规律，层结状态的改变影响着地面风场的结构和特性，并导致风电机组的输出功率和机械载荷随之发生变化。另一方面，风电机组的叶轮旋转施加了扰动效应，导致下风向的风速减小、湍流增大，并且具有复杂空间分布特征；而大型风电场或风电基地产生的巨大扰动效应可影响和改变边界层的整体结构和特性，并影响局地甚至全球气候环境。

关键词：大气边界层;风力发电;输出功率;机械载荷;尾流效应

基金资助：国家自然科学基金项目（11472272）