循环偏航控制对风力机性能与尾流动力学的风洞实验研究：聚焦偏航速率的关键作用

本文通过系统的风洞实验，深入探讨了循环偏航控制（CYC）对单台及双台风力机性能与尾流动力学的影响。研究采用三角波形偏航调制，重点揭示了偏航速率（0.5°/s与1°/s）在等效偏航幅度（45°）下对上游尾流恢复和下游风机能量捕获的显著提升作用，为风电场主动尾流控制（AWC）策略的优化提供了关键实验依据。

　　

Section snippets

Wind tunnel facility

实验活动在江苏大学的边界层风洞中进行，其示意图如图1所示。该设施包括三个关键部分：动力产生单元、流动调节模块和测试腔。动力单元包括一个对转轴流风扇系统，通过从测试段抽气来产生受控气流。风扇速度通过变频驱动器（VFD）进行调节，以确保对流速的精确控制。

测试段上游是...

Integrated control system

实验平台由一个分层控制架构支持，该架构包含三个子系统：传感、控制与执行，如图4所示。传感子系统集成了多个实时采集模块，包括涡轮转速传感器、风速计、偏航/桨距角编码器以及电功率测量模块。模拟信号经过滤波并通过模数转换器进行数字化，数据通过串行通信传输至...

Experimental results and discussion

本节对静态和动态偏航控制策略进行了比较分析。首先在静态偏航控制下进行了基线评估，以评估风速变化、功率输出和电效率。然后，将这些结果与采用两种偏航速率（0.5°/s（慢速偏航）和1°/s（快速偏航））的循环偏航控制下的结果进行了系统比较。

Conclusion

本研究通过风洞实验，全面调查了循环偏航速率对风力机性能和尾流行为的影响。通过应用固定幅度为45°的三角波形偏航调制，在单台风力机和双台风力机阵列配置下测试了两种偏航速率，即0.5°/s（慢速偏航）和1°/s（快速偏航）。此外，本研究旨在通过实验评估尾流结构和电功率输出作为...函数的动态响应。