吴 莎，余官培，卢 胜，朱一凡，汪 健，万鹏飞

(湖北省电力勘测设计院有限公司，武汉 430040)

0 引言

准确分析风电机组轮毂高度处的风资源是估算风电场发电量的先决条件。在实际的风电场工程中，往往测风塔的测风高度与风电机组的轮毂高度不一致，因此，通过合理的风廓线推算出目标高度的风速情况显得尤为重要。通常，风廓线由幂指数模型来表示，以风切变指数来表征风速随高度变化而变化的情况。在实际风电工程中，会出现某层高度间的风切变指数为负值的情况，即负切变现象，这会造成风速外推计算的不准确性，从而影响风电机组的点位布置及其轮毂高度的选择。

HELLMAN[1]提出的幂指数风切变模型是目前最常用的、简单可行的计算风切变指数的公式，但幂指数形式的风切变模型忽略了粗糙度与大气热稳定性等因素对风廓线的影响。PANOFSKY等[2]提出了利用大气热稳定性函数和粗糙度来评估风切变指数的经验公式。PASQUILL[3]把大气热稳定性分为了5个等级，即：极不稳定、不稳定、中性、弱稳定、稳定。刘玮等[4]分析了不同大气热稳定性的判定参数，并结合大气热稳定性提出了新的风廓线外推模型。贺德馨[5]分析了不同地形对风特性的影响情况。但目前的研究中对实际风电工程中的负切变现象普遍缺乏分析研究。

基于此，本文对风电工程中负切变现象的主要影响因素进行了分析研究。针对粗糙度、复杂地形及大气热稳定性这3种条件分别对风切变特性的影响进行了分析，归纳了实际工程中常见的典型场景下的负切变现象，提出了合理的风切变特性分析方法，并给出了不同影响条件下风电机组的点位排布与风电机组轮毂高度选取的建议。……