风力发电机三维阵风谱建模与仿真的向量自回归法

针对风力发电机空气动力学和结构分析的要求,提出一种新的向量自回归(vector autoregressive,VAR)三维阵风速场仿真方法。在常规自回归(autoregressive,AR)法建模的基础上,根据维纳-辛钦公式,由协方差向量和功率谱求出自回归系数向量。其中输入参数为单点Davenport阵风功率谱(power spectral density,PSD)和互相关函数。基于此,推导出多维风速时程模型。算例采用一个3桨叶风力发电机所在风场,其中心高为H=30m,风力机转子半径R=11.6m,沿风力机叶尖扫过圆周均布12个点,取其中3点进行仿真,并采用Burg算法进行功率谱估计。采样频率00.9Hz,频率采用点数N=1800,时间间隔0.1s。仿真结果表明,适当选取采样频率点数与时间间隔,可以在保证模拟功率谱计算精度的同时,具有快速高效的特点,弥补了传统方法在模拟三维风速时耗时长、精度低的缺点。