【編委領航】華北電力大學高曉霞教授：構建三維偏航模型為風場裝上“智能導航”

中國測試·編委領航

2026年編委成果展示

導言

在風電場中，上游風機留下的尾流如同高速公路上的“慢車”，不僅消耗風能，更讓下游機組陷入低效運轉的困局。如何讓風“繞道而行”，實現全風場的能效最優？這一直是行業內的難題。

本期《編委領航》看高曉霞團隊如何通過構建高精度的三維偏航尾流模型，精準計算風機“轉身”的角度，為風電場裝上“智能導航”，在復雜的氣流迷宮中尋找到提升發電效益的最優解。

為風電場“尾流”做三維空間體檢

一款高精度偏航模型構建成功

《中國測試》青年編委

——高曉霞教授

高曉霞，女，香港理工大學博士、博士后，任職于華北電力大學動力工程系，教授，博士生導師。獲河北省燕趙人才A卡人選、河北省“三三三”人才、華北電力大學創新人才支持與培育計劃青年骨干培育計劃人選等榮譽。近年來主持國家自然科學基金面上項目2項，國家自然科學基金青年項目1項，河北省自然科學基金面上項目1項，新疆維吾爾自治區重點研發計劃課題1項，山東省重點研發計劃(重大科技創新工程)項目課題1項，作為合作單位負責人主持香港理工大學可持續發展研究院項目1項，中央高校基本業務費項目2項，教育部產學合作協同育人項目1項，河北省高等教育教學改革研究與實踐項目1項，國家電網等企業委托科技項目若干。近年來以第一作者或通訊作者在Applied Energy、Energy、Renewable Energy及Energy Conversion and Management等行業內期刊上發表相關方向 SCI 論文50余篇，其中TOP期刊論文40余篇，EI論文若干，授權及申請發明專利10余項；獲得日內瓦國際發明獎金獎、2025年中國安全生產協會“安全科學技術獎”科技進步獎二等獎；參編中文著作3部，英文著作1部，在編教材1部；擔任北大核心期刊《中國測試》、《新能源進展》青年編委。在風電場流場分析、尾流模型開發及測試、機組運行狀態及氣動載荷分析、風電場主動尾流調控、風功率預測及調頻容量評估等方面研究成果豐富，積累充分，具有較強的科研及應用研究能力。

應用偏航尾流模型的風電機組能效提升控制方法研究

成果發表于《中國測試》2026第2期

摘要：

機組間的尾流干擾使下游機組在遠低于設計工況的風速下運行。針對風電機組提效的目標，該文提出一種基于偏航尾流模型的機組控制方法以實現準確高效的尾流調控，從而提高整場輸出功率。該方法考慮偏航調整過程中風電機組尾流偏轉對各機位功率特性的影響，求解不同風況下多臺機組能效最優時的偏航角度，并利用河北某陸上風電場SCADA數據進行驗證。結果表明：該偏航協同控制方法可有效提高機組的輸出功率。與目標機組特定風向上的調控前SCADA數據進行對比，調控后的機組理論能效提升23.3%。該偏航調控方法選用準確度較高的三維偏航尾流模型，并通過求解目標函數的方法計算出最佳偏航角度，可為風電機組快速準確偏航調控提供重要參考。

關鍵詞：

偏航調控; 能效提升; 尾流模型; SCADA數據;

從“尾流干擾”到“能效提升”，風電控制策略的每一次迭代，都是從“粗放運行”邁向“精準調控”的堅實階梯。這項發表于《中國測試》的研究，不僅成功解決了復雜流場下偏航角度“算不準”的難題，其構建的高精度三維偏航尾流模型，也為風電場在低風速條件下的精細化運行提供了極具價值的參考。

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