風力發電廠發電能力評估
 |
目前，預估風電場的發電能力，比較通用的方法是建模進行分析。通用的模型是兩種：1、基于空氣流體動力學的CFD模型；2、簡化N-S方程后的，線性模型。
兩種模型都需要相同的輸入因素：1、地形地貌數據；2、測風數據。在風電場的模擬中，有一個基本的假設，是目前理論仿真的基礎：風加速因子假設。即，在亞音速下，無論風速和風向如何變化，在一個區域內，任意兩點之間的風速及風向的比例關系是恒定的。所以，整個評估的流程，就是：輸入地形地貌數據，得到不同方向來流下，各個點之間風速和風向的比例關系。接著輸入測風數據（這里的測風數據也被劃分好了相對應的來流方向），由單點的絕對值，按照比例關系，推算出所需計算點位的絕對值。再把相應的絕對值綜合起來。
CFD所需計算的方程包括：1、由牛頓第二定律推算出來的動量方程；2、由質量守恒推算出來的連續性方程；3、建模所需的其他標量方程（湍流方程、溫度方程等等）。目前絕大多數的評估均采用單方程的K-L湍流模型或者雙方成的K-e湍流模型，當然還有很多別的模型：k-omega，k-omega-SST，甚至于LES，即大渦模擬，等等。而線性模型，則是N-S方程的簡化，采用定常無粘的假設，認為非線性的N-S方程最接近與線性可解的柱坐標系下的貝塞爾函數，同時，將大氣邊界層理論及IBL理論應用于模型中，進行修正。當然，在一般的商業軟件的仿真中，風機都是一個個圓盤，即所謂的制動盤模型，空氣流經圓盤，發生動量的損失。而在比較前端的開發中，已經采用了制動線（NREL）甚至實體的風機旋轉模型。評估中，需要考慮較多的因素：地形、森林、大氣穩定度、地轉風、地貌、風機尾流等等的影響。
目前的評估常用的是定常的模型，但是，在實際情況下，可能會有瞬態的模型。至于風電場的效率問題，這個牽扯到很多的因素，可以統一歸類為折減系數。即將理論計算的發電量，乘以這個折減系數。這其中，需要考慮的問題包括：葉片的污損、極端天氣、周圍風電場的影響、功率曲線的影響、電氣線路的線損、棄電等等等等，即你發出去的電，并不是100%被電網吸收的。而最終，如果需要評估風電場的最終發電量，則需要引入不確定性的計算。即所謂的P90和P50。
