[发明专利]基于快速评估流体模型和尾流模型的风机排布方法和装置

权利要求书

1.一种基于快速评估流体模型和尾流模型的风机排布方法，其特征在于，包括：

基于预设风电场区域的测风数据，通过快速评估流体模型计算所述预设风电场区域的流场数据；

基于以下项中的至少一项从预设风电场区域中筛选出第一风速区域：区域占用限定、坡度限定、湍流限定、以及风速限定；

通过差分进化算法计算使第一风速区域中的多台风机中的每台风机的年发电量达到最高的风机排布坐标，以获得使第一风速区域中的年发电量最高的风机排布方案，

其中，基于流场数据和尾流模型计算第一风速区域中的多风机中的每台风机的年发电量，

其中，基于流场数据和尾流模型计算第一风速区域中的多台风机中的每台风机的年发电量的步骤包括：

基于风机功率曲线、威布尔分布函数和年发电小时数计算所述第一风速区域中的每台风机的年发电量，所述威布尔分布函数中的尺度参数替换为该尺度参数乘以第一年平均风速之后再除以第二年平均风速而获得的值，其中，第一年平均风速为基于尾流模型计算出的位于尾流区域中的风机的年平均风速，第二年平均风速为基于快速评估流体模型计算出的位于尾流区域中的风机的年平均风速，

其中，快速评估流体模型为WAsP模型。

2.如权利要求1所述的风机排布方法，其特征在于，基于坡度限定从预设风电场区域中筛选出第一风速区域的步骤包括：

基于所述预设风电场区域的地理信息数据确定所述预设风电场区域中的网格点；

基于高程矩阵计算在所述预设风电场区域中的每个网格点的坡度值；

从所述预设风电场区域中去除坡度值大于坡度限值的网格点来获得第一风速区域。

3.如权利要求1所述的风机排布方法，其特征在于，基于湍流限定从预设风电场区域中筛选出第一风速区域的步骤包括：

基于所述预设风电场区域的地理信息数据确定所述预设风电场区域中的网格点；

基于计算出的流场数据确定所述预设风电场区域中的每个网格点的湍流强度值；

从预设风电场区域中去除湍流强度值大于湍流强度限值的网格点来获得第一风速区域。

4.如权利要求1所述的风机排布方法，其特征在于，基于风速限定从预设风电场区域中筛选出第一风速区域的步骤包括：

基于所述预设风电场区域的地理信息数据确定所述预设风电场区域中的网格点；

基于计算出的流场数据确定所述预设风电场区域中的每个格点的年平均风速值；

从所述预设风电场区域中去除年平均风速值小于风速限值的网格点来获得第一风速区域。

5.如权利要求1所述的风机排布方法，其特征在于，计算所述第一风速区域中的每台风机的年发电量的步骤包括：

设置n个风速区间，其中，n为大于1的自然数；

基于风机功率曲线计算所述第一风速区域中的每台风机的年发电量E：

其中，v_i为第i个风速区间的风速，P为风机功率曲线，T_i为第i个风速区间的年发电小时数，并通过如下的等式(2)计算年发电小时数T_i：

T_i＝[F(v_i+0.5)-F(v_i-0.5)]T_t           (2)

其中，T_t为年总小时数，F(v_i+0.5)和F(v_i-0.5)为威布尔分布函数，当通过与第一风速区域对应的尾流模型判断出所述第一风速区域中存在位于尾流区域中的风机时，将F(v_i+0.5)和F(v_i-0.5)中的尺度参数替换为该尺度参数乘以第一年平均风速之后再除以第二年平均风速而获得的值，其中，第一年平均风速为基于尾流模型计算出的位于尾流区域中的风机的年平均风速，第二年平均风速为基于快速评估流体模型计算出的位于尾流区域中的风机的年平均风速。