文|张双益，胡非，王益群，胡威

大型海上风电场湍流强度及风电机组适应性评估*

文|张双益，胡非，王益群，胡威

我国海域面积辽阔、风能资源丰富、发展海上风电具有得天独厚的优势。根据国家能源局《电力发展“十三五”规划（2016-2020年）》，到2020年我国海上风电装机规模将达到500万千瓦。与陆上风电场相比，海上风电场的风况条件复杂，施工难度大，造价成本高，技术、经济风险高。因此更需要科学评估场址风况、合理选择风电机组机型、深入优化排布方案，在保障风电机组安全性的前提下，充分挖掘利用风能资源、最大化提升风电场的发电潜能。

湍流是大型海上风电场风况评估的重点内容，也是影响海上风电机组选型的重要依据。本文对IEC风电机组等级划分、湍流强度和风电机组适应性评估方法，大型风电场和海上风电场的湍流特性及评估方法等进行了回顾和总结，以目前我国单体规模最大的海上风电场——江苏响水海上20万千瓦风电场为例，开展了湍流强度及风电机组适应性评估，给出了防止湍流超标的针对性策略和建议。

研究方法

一、风电机组的等级

IEC第三版（IEC 61400-1 Third Edition）对风电机组等级的划分如表1所示。

二、正常湍流模型

IEC第三版定义了正常湍流模型（Normal Turbulence Model, NTM），假定纵向湍流的概率密度函数为对数正态分布，可计算出纵向湍流σ1的90%分位数（定义为代表湍流）：

式中，σ1（90%）是风速为V时的纵向湍流σ1的90%分位数；b为经验系数，取5.6 m/s；

由式（1）变换，得到湍流强度的90%分位数（定义为代表湍……