[发明专利]基于区域内数座测风塔测风数据的风能资源推算方法

说明书

本发明公开了一种基于区域内数座测风塔测风数据的风能资源推算方法，包括以下步骤：对各站点风速数据进行相关性分析，相关性分析是指对两个或多个具备相关性的变量元素进行分析，从而衡量两个变量因素的相关密切程度；根据相关性分析的结果，建立相关站点间风速关系式，即选出相关系数大于设定数字的站点并对其作曲线拟合，对函数表达式进行基于马尔科夫模型的风能资源推算。达到了在复杂地形以及气候条件下特定区域内多个高风能密度分布区的共性、特异性的量化分析的目的。

技术领域

本发明涉及风力发电领域，具体地，涉及一种基于区域内数座测风塔测风数据的风能资源推算方法。

背景技术

风能资源具有很强的局地性和随机性,对区域风能资源进行评估和推算不仅有利于风能资源的开发利用而且为风力发电功率预测和并网调度提供参考。

现阶段的风电场风能资源评估技术一般局限于某特定风电场的年风况和月风况两大类，且由于风电场装机规模限制而带有显著的局地特征,从属于同一地理区域的风电场群所使用的历史测风塔数据大多无法实现时间同步，因而现有的风能资源评估结果的简单性汇总难以有效服务于区域风能资源分布的分析与整体把握。研究不同地形(尤其是复杂地形)和气候条件下的区域风能资源分布的计算和评估技术主要是针对较大范围的资源空间分布特性进行分析，依据自然条件差异和风流变化的局地强迫，形成特定范围内多个高风能密度分布区的共性、特异性的量化指标，而现有的技术无法实现复杂区域风能资源的判定。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种基于区域内数座测风塔测风数据的风能资源推算方法，实现在复杂地形以及气候条件下特定区域内多个高风能密度分布区的共性、特异性的量化分析。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于区域内数座测风塔测风数据的风能资源推算方法，包括以下步骤：

步骤1：对各站点风速数据进行相关性分析，相关性分析是指对两个或多个具备相关性的变量元素进行分析，从而衡量两个变量因素的相关密切程度；

步骤2：根据上述步骤1相关性分析的结果，建立相关站点间风速关系式，即选出相关系数大于设定数字的站点并对其作曲线拟合，曲线拟合包括以下步骤：

1）通过所读取的数据T_i(t)和T_j(t)绘制散点图，并根据散点图中散点的大体走势确定曲线类型和曲线拟合方程式中的项数m；拟合方程式为：

T_i(t)=a_mT_j^m(t)+a_m-1T_j^m-1(t)+…+a₀

式中，T_i(t)和T_j(t)分别t时刻i号测风塔和第j号测风塔的风速数据，a₀、……、a_m-1、a_m为待确定的系数，m为项数；

2）建立目标函数：

3）通过最小二乘法确定目标函数中的a₀……a_m，并代入曲线拟合方程式得出相关站点间风速关系式；

步骤3：对上述步骤2建立的相关站点间风速关系式进行基于马尔科夫模型的风能资源推算。

根据本发明的优选实施例，上述相关性分析具体如下，判定研究变量x和变量y的相关系数，该相关系数的计算公式：