[发明专利]风电场尾流效应评估方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及风电技术领域，尤其涉及一种风电场尾流效应评估方法及装置。

背景技术

随着风能的大规模开发与应用，风电场的规模也不断的增大，几十台甚至几百台风机的风电场已较为常见，由于场地或自然环境的限制，风电场的占地面积受到约束。由此，尾流效应在风电场运行中也越来越明显，主要表现为全场发电量的减少和风电机组故障率的升高。对此，针对风电场的尾流控制已经成为当下的研究热点，而实施尾流控制的关键前提是评估风电场尾流效应的大小。

对于尾流效应的模拟，目前可分为两类：解析式法和计算流体力学方法，解析式法对单台机组尾流的模拟较为准确，但对风电场尾流效应模拟时效果欠佳；而计算流体力学模拟结果相对准确，但需大量的计算资源，耗时较长。

发明内容

本发明实施例提供的一种风电场尾流效应评估方法及装置，以快速准确的对风电场的尾流效应进行模拟评估。

为达到上述目的，本发明实施例提供了一种风电场尾流效应评估方法，包括：针对风电场中各风电机组建立单机尾流效应的风速模型；通过所述风速模型确定不同风速的风吹过单台风电机组后在沿风向传播方向上距风电机组不同距离处的风速损耗；根据各风电机组在不同风速下对应的所述风速损耗以及风电机组的叶轮直径，确定各风电机组在相应风速下的单机尾流效应的影响范围；对风电场中各风电机组在不同风速下的所述风速损耗对应其各自的所述影响范围进行叠加，评估风电场内尾流效应在不同区域的影响情况。

本发明实施例还提供了一种风电场尾流效应评估装置，包括：风速模型建立模块，用于针对风电场中各风电机组建立单机尾流效应的风速模型；风速损耗确定模块，用于通过所述风速模型确定不同风速的风吹过单台风电机组后在沿风向传播方向上距风电机组不同距离处的风速损耗；影响范围确定模块，用于根据各风电机组在不同风速下对应的所述风速损耗以及风电机组的叶轮直径，确定各风电机组在相应风速下的单机尾流效应的影响范围；尾流效应评估模块，用于对风电场中各风电机组在不同风速下的所述风速损耗对应其各自的所述影响范围进行叠加，评估风电场内尾流效应在不同区域的影响情况。

本发明实施例提供的风电场尾流效应评估方法及装置，在对单台的风电机组所产生的尾流效应进行分析的基础上对全场的尾流效应进行叠加式的评估，从而较为准确、有效、快速的评估风电场尾流效应。本方案既适用于已建成风电场尾流效应的评估，又适用于风电场建设前期微观选址时尾流效应的评估。

附图说明

图1为本发明提供的风电场尾流效应评估方法一个实施例的流程图；

图2为本发明提供的风电场尾流效应评估方法另一个实施例的流程图；

图3为现有技术中风电机组在不同风速下的推力系数曲线图；

图4为本发明提供的不同风速下、距风电机组不同距离的风速损耗结果曲线图；

图5为本发明提供的风电机组在各风速段下尾流效应的扩散距离曲线图；

图6为本发明提供的风电机组的尾流效应的影响角度范围示意图；

图7为本发明提供的风电场尾流效应区域叠加示意图；

图8为本发明提供的上游风电机组在下游风电机组处尾流遮挡面积示意图；

图9为本发明提供的风电场尾流效应评估装置一个实施例的结构示意图；

图10为本发明提供的风电场尾流效应评估装置另一个实施例的结构示意图。

附图标记说明：

x_wake，max-同一风速下风电机组的所有影响距离x_wake中的最大值；α-风经过风电机组后，尾流效应的影响角度；r_x，max-影响距离为x_wake,max处的影响半径；d-风电机组叶轮直径；A_{shad_in}-第n个上游风电机组在风电机组i处的尾流遮挡面积；A_{rot_i}-风电机组i的叶轮扫风面积；A_wake-风电机组在影响距离为x_wake处对应的影响圆面积；r_x-风电机组在影响距离为x_wake处的影响半径；r-风电机组的叶轮半径。

具体实施方式

本方案的发明构思是，通过对风电场中各风电机组建立单机尾流效应的风速模型来获取不同风速下风电机组因尾流效应产生的风速损耗，并确定相应的单机尾流效应的影响范围。然后根据各风电机组的风速损耗按其各自对应的影响范围进行尾流效应的叠加，从而最终获取风电场中，尤其是各风电机组所在位置的尾流效应影响情况。