[发明专利]一种基于有效风速的风能评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种风能评估方法，尤其涉及一种基于有效风速的风能评估方法。

背景技术

风电场的建设与运营以占据足够多的风能资源为前提。准确的风能资源评估对于保证风电场的发电量和经济效益影响重大。在风电场选址过程中，需要对所在地历年的气象记录进行调查，并设置测风塔实际测量场内的风速，通过统计和分析获得风电场的风功率特征。

一般而言，针对风电场不同阶段的各种应用，需要了解的风功率数据的时间长度与时间间隔亦有所不同。在风电场的运营过程中，为了制定风电场长期发电规划和备用发电容量计划，需要数年内的风功率数据，数据点的时间间隔可达小时级；为了满足电力系统能量调度的要求，需要数周内的风功率数据，数据点的时间间隔一般为分钟级；而在风电机组的运行控制中，为了保护风电机组不受损坏，平抑其输出功率的快速波动，维持电力系统的运行稳定性，往往需要数日内的风功率瞬变特性，数据点的时间间隔可短至秒级。

风功率与风速密切相关，二者之间呈明显的非线性关系。在传统的风能与风功率统计中，所有的风能计算都是基于一段时间内的平均风速进行的。而这种传统的惯用做法可能给风能统计带来不可忽视的误差。一个明显的不良后果是，由秒级、分钟级和小时级等不同时间尺度的平均风速计算得到的同一段时间内的风能差别甚大，无法保持一致。

发明内容

本发明的目的是针对上述背景技术存在的缺陷，提供一种基于有效风速的风能评估方法。

为实现上述目的，本发明提供的一种基于有效风速的风能评估方法适用于一段时间内空气密度相对恒定，且空气密度                                                处于已知的情况，该方法具体包括以下步骤：

步骤1：数据采集

采集风电场的具体数据如下：通过风速风向仪在一段时间内均匀采集若干个风电场迎风方向的即时风速v；

步骤2：数据处理之最小时间间隔内的若干个有效风速及平均风功率密度计算

根据空气密度，利用流体的物理学定律及动能定理并通过有效风速计算公式：计算若干个最小时间间隔的有效风速，并通过平均风功率密度公式：计算若干最小时间间隔内对应时刻的所有平均风功率密度，式中，、分别为采集风电场内即时风速v的初始时刻和终止时刻。

步骤3：数据处理之最小时间间隔内的有效风速向较大时间间隔内的有效风速的转换

将步骤2中计算得到的若干个最小时间间隔内的有效风速作为计算不同较大时间间隔内有效风速，并通过有效风速转化公式：

计算较大时间间隔内的有效风速，式中，为自然数，第层有效风速序列为：，每个数据点占据的时间长度为；第层有效风速序列为：，每个数据点占据的时间长度为。

步骤4：数据处理之较大时间间隔的风能评估

根据步骤2、步骤3中计算得出最小时间间隔的有效风速、最小时间间隔内各有效风速对应的平均风功率密度、较大时间间隔的有效风速，并通过

及联合计算得出较大时间间隔内的基于有效风速的风能，式中为自然数。

综上所述，本发明一种基于有效风速的风能评估方法适用于一段时间段内空气密度相对恒定，且空气密度处于已知的情况，该方法不仅可以准确地对风电场的风能进行评估，而且在进行风能评估结果不受时间段长短的影响。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及效果，以下兹详予说明。

本发明一种基于有效风速的风能评估方法适用于一定时间段内空气密度相对恒定，且空气密度处于已知的情况，该方法具体包括以下步骤：

步骤1：数据采集

采集风电场的具体数据如下：通过风速风向仪在一段时间内均匀采集若干个风电场迎风方向的即时风速v。

在较佳实施例中，风速风向仪采集风电场迎风方向的即时风速v风速风向传感器以小于或者等于1秒时间间隔对即时风速v进行采集。

本具体实施例中，风速风向仪采集风电场迎风方向的即时风速v采样频率均为1秒1次。