浅谈湍流强度的几点概念

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湍流强度表示瞬时风速偏离均值的程度，是评价气流稳定程度的指标，其大小关系到风电场资源质量的优劣。那么关于湍流强度，你真的了解吗？

一、湍流强度的计算

一般认为湍流强度是按照下式进行计算：

式中，v  为10分钟平均风速，σ  为10分钟平均风速的标准偏差。

式中，vi  为10 分钟内每一秒钟的采样风速。

国内目前使用的主流测风设备均能提供10分钟平均风速的标准偏差，一般是计算出每10分钟的湍流强度后再取所有数据或者某段数据的平均值，作为风场湍流强度的特征值。

其实，更为精确的做法是应在平均风速式标准偏差值基础上，再加上一个平均风速标准偏差的标准偏差。原因是在计算某段风速区间的湍流强度时，该段风速区间内若干个10分钟平均风速的标准偏差值是一个随机变量，其一般服从正态分布规律。我们不能简单地将该段风速区间内10分钟平均风速的标准偏差直接除以平均风速，作为湍流强度值。

二、有效湍流强度

尾流影响不仅降低了下风向风机的出力水平，而且增加了下风向风机的湍流强度。而环境湍流强度是没有受其他风机或者障碍物尾流影响的，环境湍流强度可由测风塔测得的10分钟平均风速及其标准偏差计算得出。因此，确定风电机组湍流强度等级不仅取决于环境湍流强度，更应将由于风机尾流产出的湍流强度考虑进去。对于有效湍流强度的计算，应在风电机组微观位置确定后，通过计算风电机组之间尾流产生的湍流强度，并与环境湍流强度叠加得出每台风机的有效湍流强度。

三、轮毂高度处风速15m/s时湍流强度

风速为15m/s时的湍流强度，仅仅是湍流强度特征值。根据IEC61400-1的要求，应计算每个风速区间下的湍流强度，然后与不同湍流强度等级下每个风速对应的湍流强度值进行比较。TI15是环境湍流强度的特征值，是在进行湍流强度分析时一定要计算的重要指标，具体计算方法是计算风速10m/s至风电机组切出风速之间环境湍流的加权平均值。

来源：计鹏新能源微信公众号（ID：jipengxinnengyuan），编辑：周童童。