[发明专利]一种风力发电机组的捕风系数、年满发小时数的估算方法

权利要求书

1.一种风力发电机组的捕风系数的估算方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)根据历史风速数据计算风速随距离地面高度变化的风速切变系数，并根据气象站的预测风速及所述风速切变系数计算风机轮毂高度处的预测风速；

2)根据所述风机轮毂高度处的预测风速计算风机的额定风速对应的风机的捕风系数；且根据所述风机的捕风系数及所述风机轮毂高度处的预测风速计算各风机的拟合发电功率；

3)根据所述各风机的拟合发电功率及各风机额定风速对应的实际发电功率计算各风机额定功率时的最大捕风系数；

4)根据所述最大捕风系数、风场的年平均空气密度及风机的额定风速对应的风机的捕风系数计算各风机的拟合发电功率修订值；

5)根据所述各风机的拟合发电功率修订值及风场的年平均空气密度反算各风机的捕风系数。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组的捕风系数的估算方法，其特征在于，反算各风机的捕风系数完成后，还对风力发电机组的瞬时发电量进行了估算，根据反算后的各风机的捕风系数计算各风机轮毂高度处的预测风速对应的风机发电功率，根据风机的数量以及风机的发电效率得到风力发电机组的瞬时发电量。

3.根据权利要求1或2所述的风力发电机组的捕风系数的估算方法，其特征在于，所述风机轮毂高度处的预测风速的计算公式为：

其中，e为风速切变系数，V₁为气象站的预测风速，h₁为气象站距离地面的高度，h₂为风机轮毂距离地面的高度。

4.根据权利要求3所述的风力发电机组的捕风系数的估算方法，其特征在于，所述风机的额定风速对应的风机的捕风系数与风机轮毂高度处的风速之间的关系表示为：

其中，CpVe为风机的额定风速对应的风机的捕风系数，V₂为风机轮毂高度处的预测风速，Ve为风机的额定风速。

5.根据权利要求4所述的风力发电机组的捕风系数的估算方法，其特征在于，步骤2)中，各风机的拟合发电功率的计算公式表示为：

其中，Dairh为风场的年平均空气密度；g1为风机发电效率；v₂为风机轮毂高度处的风速；D为风机的风轮直径；16/27为风机捕风系数的贝茨极限；CpVe为风机的额定风速对应的风机的捕风系数；max(CpVe)为CpVe离散的有序向量中对应某个风速的最大CpVe值。

6.根据权利要求5所述的风力发电机组的捕风系数的估算方法，其特征在于，各风机的拟合发电功率修订值的计算公式表示为：

其中，Dairh为风场的年平均空气密度；g1为风机发电效率；v₂为风机轮毂高度处的风速；D为风机的风轮直径；CpVe为风机的额定风速对应的风机的捕风系数；max(CpVe)为CpVe离散的有序向量中对应某个风速的最大CpVe值，Cpmaxx为各风机额定功率时的最大捕风系数。

7.根据权利要求6所述的风力发电机组的捕风系数的估算方法，其特征在于，反算捕风系数的计算公式表示为：

其中，CP为捕风系数，Er为各风机的拟合发电功率修订值，Dairth为风场的年平均空气密度，g1为风机发电效率，V₂为风机轮毂高度处的风速。

8.根据权利要求2所述的风力发电机组的捕风系数的估算方法，其特征在于，各风机轮毂高度处的预测风速对应的风机发电功率表示为：

其中，Dairh为风场的年平均空气密度；g1为风机发电效率；v₂为风机轮毂高度处的风速；D为风机的风轮直径；CP为反算后的捕风系数。