[发明专利]一种风电场群内部风向场确认方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种风电场群内部风向场确认方法。

背景技术

随着人类的发展，能源问题成为影响人类生存质量的重要问题。解决能源问题的一个主要方法是大力发展清洁能源、优化能源结构。而在新能源中，风能是非常重要的一部分。与其它新能源相比，风能资源丰富且在世界范围内分布较广，具有很大的开发潜力，并且随着风轮机制造以及风电并网技术的日益成熟，风力发电也渐渐成为人们关注的焦点。人类可以使用风车把风的动能转化为旋转的力量去推动发电机以产生电能，方法是通过传动轴，将转子的旋转动力传送至发电机。全球的风能约为2.74×109MW，其中可利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍，所以新能源研究中风能占据着十分重要的作用。

随着风力发电产业的迅猛发展，风力发电场的数量越来越多，电站建设和运行工程中也暴露出很多问题，虽然现在对此的研究越来越多，但很多问题因为受影响因素较多还很难进行分析。此外在解决这些问题的时候，很多措施往往在实施前都不能保证可行性，只能通过实际实验来验证，成本高周期长，相对盲目。

在分析风电站的风向情况时，一般都是对于一个个风电场群进行单独的风向分析，很少分析整个风电站的风向场。这是因为在实际中风电场群之间的距离较大，很多的风电场群之间是没有影响的或者影响可以忽略的，所以具体地确认风电站内部的风向场是没有必要的。

风电站中有时也会存在着两个距离不是很大的风电场群，这些风电场群之间除了调度要求的影响之外还会有类似于尾流效应的影响，这些因素对一些风电场发电造成的影响是不能够忽略的。在这个时候，确认风电场群内部风向场可以为分析这些影响的大小提供一定的数据基础。

整个风电场群众存在着很多的风电场，相较于单个风电场内部的环境来说，整个风电站的风向、环境等情况更加复杂。所以在确认风电场群内部的风向场时，需要考虑的因素较单个风电场来说会更多。

风电站中风电场群的位置并非类似于风电场内那样整齐的整列，而且风电场群内部的面积大，其中的地理环境可能非常复杂。以上的因素将会给风电场群内部风向场的确认增加一些困难，且在风向发生较大范围改变的时候分析会 比较困难，容易发生分析的错误，导致精度无法达到一定的要求。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种风电场群内部风向场确认方法，通过基于各个风电场处风向的算法分析出整个风电场群内部的风向场，得到风电场群中各风电场的相互的风向关系，正确应对处理实际风电场群中可能经常存在风电场相互影响。

为实现上述目的，本发明提供了一种风电场群内部风向场确认方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，变换风电场群坐标，将风电场群中的风电场经纬度坐标转化为简单的二维坐标，并且使所述二维坐标均在所建立的坐标系的第一象限中；

步骤2，判断风电场风向，确认单个风电场内部风向场，将所述每个风电场内部的风向场确认后，得出各个风电场的进、出风的位置，对风电场群进行风向场的确认；

步骤3，确认风电场关系，根据测风塔的数据判断出风电场群整体的大致风向，从而判断风经过各个风电场的顺序，再根据所述顺序依次向下风向进行递推的分析，直到满足要求为止；

步骤4，确认风电场群内部风向关系。

较佳地，所述步骤2中所述风电场群风向场的确认时默认为风电场有统一的进风角度和出风角度，平均风向和出平均风向确认方法如下：

假设在风电场的进风边界上有m台风机，且风机处风向分别为α1、α2...αm，风向的权重分别为i1、i2...im,则可得风电场的进平均风向

假设风电场的出风边界有n台风机，且风机处的风向分别为β1、β2......βn，风向的权重分别为j1、j2......jn，则可得到该风电场的出平均风向

较佳地，所述步骤3中所述风电场关系确认方法如下：

假设风电场群中下风向的风电场依次为风电场1、风电场2、风电场3......，则需将所述风电场1的出平均风速依次与下风向各个风电场的进平均风速进行判断，直到有风电场满足要求或者已无风电场为止；

取所述每个风电场的中心位置作为其分析位置，坐标分别为(xz1，yz1)、(xz2，yz2)......，设置场风向差临界角为θ，场坐标临界角为λ，以所述风电场1和所述风电场2为例说明分析方法；

所述风电场1和所述风电场2满足下列两个关系式时，表示两个风电场的大多数部分在同样的风电场群风流场线上，