风模拟12.0 |概述和新增内容

WindSim提供了一种模块化的方法,可以指导您的每一个步骤。

单击下面的模块以了解有关最新版本中包含的更新和改进的更多信息。

地形模块根据高程和粗糙度数据生成风电场周围区域的3D模型。您可以对林区和物理对象(例如建筑物)进行建模,以包括这些对风流的影响。

WindSim 12.0 中实现了几何网格扩展,与标准算术方法相比,可以在垂直方向上实现更快的扩展。网格中的单元高度随着每个扩展步骤呈指数增加。这会导致网格下部的分辨率更高,并且总体上使用更少的单元。 

图 1:WindSim 12.0 中的地形属性(左)与之前的标准算术展开(中) 几何展开的引入(右)使用户能够轻松地在涡轮机工作区域中获得足够数量的单元,而无需增加单元数量模型中的垂直单元。
 
 
WindSim 中的第一个垂直单元格高度:
  • 确定风流模拟的起点。
  • WindSim 中的默认值为 2m。
  • 平衡准确性和计算效率。
 
选择合适的第一个单元高度的重要性:
  • 影响不同高度风流特征的分辨率。
  • 较高的高度导致较粗的分辨率,而较低的高度会增加计算时间和 复杂。
 
调整第一个垂直单元高度: 
  • 应考虑现场的地形和天气条件。
  • 复杂的地形或植被可能需要较低的第一垂直像元高度才能获得准确的结果。
  • 相对平坦且均匀的地点可以使用较高的第一垂直单元高度。
 
 

风场模块生成风数据库。该模块通过加速,方向偏移和湍流来模拟地形如何影响局部风况。可以使用各种物理模型和数值模型,它们具有不同的优势,例如在计算速度或鲁棒性方面。

新的求解器设置:

  • 通过集成 HYPRE 库启用。支持高性能计算和准确的模拟结果。
  • 特点是 布玛AMG 预处理器和求解器。适用于最新版本的 Phoenics。
  • 在 GCV 算法中利用代数多重网格 (AMG) 算法进行线性方程求解。

 

新求解器设置的优点:

  • 通过并行选项改进了大型模型的收敛行为。
  • 实现未来的发展可能性,例如解决半非结构化网格。

 

顶部的新边界条件(扩散链接):

  • WindSim 中用于控制空气流量的新选项。
  • 在模型顶部设置固定压力并施加恒定速度。
  • 可以降低模型高度并在垂直方向上使用更少的单元。
  • 优化计算资源并提高效率。
  • 对于海上模拟特别有用
  • 帮助优化海上建模场景中的计算资源。

 

收敛的简化值:

  1. 探索性(0.005): 快速评估精度较低的模拟场景。对于筛选和初步分析很有用。建议用于探索性或初步分析。
  2. 准确的 (0.0005,默认): 专为高精度模拟结果而设计。适用于精度至关重要的关键模拟应用。结果值得信赖且可靠。建议作为大多数模拟场景的默认设置。 
  3. 手动的: 用户可以覆盖默认设置并定义自己的收敛级别。

 

横向缩小风数据库 (XY 缩减风数据库选项):

  • WindFields 模块中激活的选项
  • 在整个网格上执行完整的风模拟,后续计算仅在内部部分运行,其中兴趣点通常位于内部部分
  • 允许仅在水平网格的内部部分执行模块。
  • 适用于细化类型 (精化区域、精化文件或执行器盘) 是 定义的。
  • 提高模拟速度和效率。
  • 在细化区域内保持均匀的网格。

 

涡轮和测量点的放置在“对象”模块中完成。其完全交互式的3D界面易于使用。 3D工具的显着优点是您可以从不同的距离和角度检查风电场的视觉布局。测量数据以频率分布或时间历史的形式给出。

 

有关 IEC 涡轮机类别的功率曲线标题信息:

  • 功率曲线标头已增强为 包括 IEC 涡轮机类别信息

 

 

通过“结果”模块,可以轻松检查流量变量,例如风速,方向偏移,湍流强度和风的垂直分量。您可以指定地面上方的高度和您感兴趣的风向。

通过对测量值加权风数据库来建立风资源图。如果有几个测量值可用,则风资源图将通过插值基于所有测量值。风资源图是能源优化的基础。

 

将风资源图导出为 Surfer 格式“.grd”:

  • 生成一个 .格鲁德 包含网格的文件 每个的信息和变量值 节点。
  • 促进数据导入和可视化。
  • 与各种软件工具的兼容性。
  • 用户可以使用风资源图 他们的首选软件。
  • 增强便利性和可达性 数据共享和分析。
  • 文件位于 “项目\布局\能源\格鲁德“ 和 “项目\温菲尔德\格鲁德” 目录。
  • 链接到中提供的导出文件 报告。

 

 

在“能源”模块中,您可以计算风电场中每台涡轮机的年发电量(AEP)。还确定了唤醒损耗。而且,您可以在此处比较其他公园布局。

AEP 和 IEC 报告导出:

  • AEP 和 IEC 结果是制表符分隔的文本文件,提供年度能源生产数据 和涡轮机类别适用性符合 IEC 61400-1 ed。 4(2019)标准。

 

AEP 结果文件:

  • 提供有关风电场年发电量的信息。
  • 包括平均风速、威布尔参数、能量和唤醒能量等数据, 极端风(50年)、切变指数、流入角以及最近的信息 涡轮机。

 

 

IEC 结果文件: 

  • 包含与基于 IEC 61400-1 ed 的涡轮机类别适用性分析相关的数据。 4项(2019)标准
  • 包括有关涡轮机类别以及相关 Iref 和 Vref 值的信息。
  • 提供极端风(50年)、威布尔参数、风分布分析结果、平均有效湍流强度、湍流分析结果、IEC流入角分析结果、剪切指数最小值和最大值以及极端湍流分析结果等数据。

 

 
 
矩阵表导出: 
 
  • 矩阵表导出是一个制表符分隔的文件,提供涡轮机能源生产的扇区细分,能源包括尾流、湍流和速度频率。
  • 湍流矩阵包括环境湍流和有效湍流的数据以及观测数据缺失时的外推法。
  • 这允许对特定案例进行分析,例如:定向限电、扇区管理系统、IEC 分析检查等。 
  • 制表符分隔的格式可以轻松地将数据导入其他软件以进行进一步处理。
 
 
 
 
 
时间序列 AEP 标准化的变化
WindSim中传统的计算方法:
  • 利用气候学的风玫瑰图表示。
  • 转换并转移到涡轮机位置。
  • 由于风速频率插值而导致的不准确性,尤其是在方向发生显着变化的情况下。
  • 影响较小,但在强烈引导的气候下可能会达到几个百分点。
 
WindSim 11 方法:
  • 将测量时间序列直接传输到涡轮机位置。
  • 避免转换为风玫瑰图。
  • 根据瞬时风速计算涡轮机功率输出。
  • 假设在没有测量的情况下功率输出为零。
 
WindSim 12 功能:
  • 保留测量时间序列的直接传输。
  • 改变年度能源生产(AEP)的正常化。
  • 忽略数据间隙,仅在测量实例上平均功率输出。
  • 产生相对较高的 AEP 值,与报告中的其他方法更加一致。
 
 
 
  • 该软件的用户界面进行了多项改进,包括添加了针对自组织映射 (SOM) 案例的后处理功能。

  • 风资源和能源模块现在通过对基于频率的扇区进行加权来合并 SOM 结果,如 WindSim 中通常使用的那样。

  • 请注意,后处理功能目前正处于 Beta 测试阶段,因为某些能量导出和 IEC 计算功能尚不可用。欲了解更多信息,请参阅指南“GettingStarted_Meso-microscale_coupling.pdf“.

 

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  • WindSim已安装
  • 与 WindSim Accelerator 位于同一数据中心,具有非常高的带宽连接
  • 无需在您自己的网络中安装任何东西