[发明专利]一种基于尾流效应分群的风电场风机聚合方法

权利要求书

1.一种基于尾流效应分群的风电场风机聚合方法，其特征在于，主要包括：

a、获取待测风电场对应测风塔1年以上的历史测风数据，通过风速玫瑰图分析法，计算待测风电场的主导风向；

b、基于计算得到的待测风电场的主导风向，采用Larsen模型计算尾流对风速的影响；

c、基于计算得到的待测风电场的主导风向、以及计算得到的尾流对风速的影响，对风电场风机进行分群；

d、基于上述分群结果，根据尾流模型分别计算等值后每台风机的风速；

所述步骤b，具体包括：

假定下风向不同位置的风速衰减具有相似性，并且风速只会发生中等程度的衰减，则通过下式计算下风向L＝x处的尾流影响区域半径：

$\left\{\begin{array}{c}{R}_w={\[\frac{35}{2\mathrm{\π}}\]}^{\frac{1}{5}}{\[3c_1^2\]}^{\frac{1}{5}}{\[C_{T}Ax\]}^{\frac{1}{3}}\\ c_1=l{\left(C_{T}Ax\right)}^{-\frac{1}{3}}\end{array}\right.---\left(1\right);$

公式(1)中，c₁为无量纲混合长，l为普朗特混合长，A为风力机扫风面积，C_T为风电机组推力系数；

所述步骤b，具体还包括：

为了避免计算普朗特混合长，在工程中常由下式来计算c₁：

$c_1={\[\frac{D}{2}\]}^{-\frac{1}{2}}{\left(C_T{\mathrm{Ax}}_0\right)}^{-\frac{5}{6}}---\left(2\right);$

公式(2)中，x₀为近似参数，通过下式计算：

$x_0=\frac{9.5D}{{\left(\frac{2R_{9.5}}{D}\right)}^3-1}---\left(3\right);$

在公式(3)中，参数R_9.5由下式确定：

$\left\{\begin{array}{c}{R}_{9.5}=0.5\[R_{nb}+min(h,R_{nb})\]\\ R_{nb}=max\[1.08D,1.08D+21.7(I_a-0.05)\]\end{array}\right.---\left(4\right);$

在公式(4)中，I_a为测风点处的环境湍流强度，表达式为：

$I_a=\frac{{\mathrm{\σ}}_u}{U_{10}}---\left(5\right);$

在公式(5)中，σ_u为风速标准偏差，U₁₀为风速10分钟平均值；

所述步骤b，具体还包括：

缺乏实测风数据时，环境湍流强度由下式近似确定：

$I_a=\mathrm{\λ}\mathrm{\κ}\[\frac{1}{ln\[z/z_0\]}\]---\left(6\right);$

在公式(6)中，参数λ处于2.5到1.8之间，此处取1.0，κ＝0.4为卡曼常数，z₀为粗糙度。