机位处湍流¶
湍流概念¶
环境湍流（ambient turbulence）：受当地地形地貌及大气环境等影响产生的湍流
附加湍流（added turbulence）：主要考虑机位间尾流的影响导致的湍流
总体湍流（total turbulence）：由环境湍流和附加湍流共同计算得到
平均湍流（average turbulence）：湍流的平均值
有效湍流（effective turbulence）：对总体湍流在各扇区加权平均值得到有效湍流
特征湍流（characteristic turbulence）：平均湍流加上1倍的湍流标准差，既P84的湍流值
代表性湍流（representative turbulence）：平均湍流加上1.28倍的湍流标准差，既P90的湍流值
极限湍流（extreme turbulence）：IEC标准中新的极限湍流模型
环境湍流¶
测风塔的环境湍流为测风塔处实际测量到的湍流强度。机位处的环境湍流是由CFD 定向计算得到的，并经测风塔处实测环境湍流校正后的湍流强度，该湍流强度没有受其他风机或者障碍物的尾流影响。
环境湍流Iamb
湍流偏差△=TImast-TIc
其中：
- TImast为测风塔处湍流，其处理是按照行列频率表的形式，根据V和SD将不同风速、风向的TI计算出来，如下表1：
- TIc为测风塔所在位置的定向计算湍流，计算时由修正系数k和TI计算公式得到。
机位处湍流TI = TIc +△*(Smast/Sturbine)
其中：
- TIc为机位处的定向计算湍流
- △为湍流偏差
- Smast/Sturbine为测风塔风速与机位风加速因子之比
附加湍流¶
主要考虑机位间尾流的影响导致的湍流。
其中：
是风机尾流区域与被影响风机风轮面的交叉面积比例
Aoverlap 是尾流区域和风机叶轮的交叉面积
Aturb 是风机的叶轮面积
Si 是风机间距；D 是风轮直径
关于尾流，可参考格林威治知识中心。
代表性湍流¶
根据机位处湍流计算原理和代表湍流强度的定义（TIref= TIavg+1.28σTI，TIavg为平均湍流强度，σTI为湍流强度标准偏差），逐扇区、风速段求得机位处的代表湍流矩阵。
有效湍流¶
位于下风向的风电机组将受到来自上风向风电机组尾流的影响，尾流影响不仅降低了下风向风机的出力水平，还增加了下风向风机的湍流强度。因此，确定风电机组的湍流强度等级不仅只取决于环境湍流强度，更应考虑因为风机尾流产生的附加湍流强度。
风电场中风机承受的有效湍流强度由环境湍流强度和因为风电机组彼此之间尾流产生的附加湍流强度两部分组成，机组选型时应比较有效湍流强度和设计湍流强度。
有效湍流强度可由 Sten Frandsen 提出的公式进行计算，如下：
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式中：I表示来自风向θ 方向的环境和尾流的合成湍流强度；m为材料的Wöhler（SN-曲线）指数；p是风向的概率密度函数。
远景能源在判断机位处湍流强度时，采用的是有效湍流强度在整条湍流强度曲线的值，而不是仅从15m/s下的湍流强度进行判断，根据机位处有效湍流强度散点拟合出湍流强度曲线，与IEC-A/B/C湍流强度曲线进行对比。
各类湍流强度名称概览和计算公式¶
IEC第三版与第三版修订版，湍流相关值的变化如下图所示：
IEC-A/B/C湍流等级
湍流强度的大小不仅影响发电量，还会影响机组疲劳载荷，因此在机组选型的时候需要特别关注机位处湍流强度的大小。IEC61400-1（2005第三版）标准对湍流强度等级进行定义，具体见下表：
注意：Iref表示风速为15m/s时平均湍流强度，而非特征湍流或代表性湍流。
上表仅对15m/s下不同IEC等级的平均湍流进行定义。轮毂高度处，不同风速下的IEC-A/B/C代表性湍流值由下式计算：
不同湍流强度等级下，代表性湍流强度与风速的关系见下图。用户可以计算出测风数据不同风速下的代表性湍流强度，然后跟下图中IEC-A/B/C曲线进行比较：
