[发明专利]复杂地形陆上风电场智能化自动布机方法及其实现系统

说明书

本发明公开了一种复杂地形陆上风电场智能化自动布机方法及其实现系统，包含风电场数据处理、风电场机型设置、风电场优化布机三部分，导入、检查和同化风电场数据，选择风机型号、设定风机台数和最小间距，读取功率曲线和推力系数曲线，求解参数设置，限制因素开关设置，计算求解，结果可视化和导出。本发明能够实现基于实际风场信息，并以发电量最优为目标的自动优化布机，可以考虑尾流效应影响并能智能化判别和剔除不合理的机位点。以发电量最优为布机目标能够最大限度地利用场内的风能资源，提高风电场收益。同时，本发明可以在30分钟内自动计算并完成复杂地形陆上风电场机位排布方案，极大地减少了风电场机位排布的工作量，缩短了项目周期。

技术领域

本发明涉及新能源风力发电的技术领域，尤其是指一种复杂地形陆上风电场智能化自动布机方法及其实现系统。

背景技术

风电场的机位排布是指进行风电场开发过程中，综合考虑多项影响因素，确定最适合当前风电场实际情况的机位点坐标。目前，地形复杂的陆上风电场在确定机位排布方案时，需要风资源工程师根据地形数据、土地利用数据、风资源数据、现场道路等因素，结合现场踏勘情况，根据工程经验进行手动机位排布。这种做法对风资源工程师的技术水平和工程经验要求很高。并且，即使经验丰富的工程师，也很难在兼顾多方面影响因素的要求下，手动排出发电量最优的机位方案。

想要解决这一问题，首先要明确问题的关键点。对于复杂地形陆上风电场而言，一个关键点是：机位排布的限制因素很多，人工手动排布很难兼顾这些因素；另一个关键点是：风电场开发往往对整场发电量非常重视，手动布机无法满足发电量最优的需求。基于这两点，解决这一问题的一种合理思路是建立一种数学模型，将机位排布问题转化为一个单目标多变量多限制因素的数学优化问题，借助计算机强大的计算能力来求解。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种复杂地形陆上风电场智能化自动布机方法及其实现系统，解决目前手动进行风电场机位排布引起的工作量大、风能利用损失问题，能够自动避开风电场限制区域、避开安全性不达标的区域、保证机组安全间距、考虑尾流效应影响和剔除不合理机位点，保证整场发电量最优。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案，如下：

复杂地形陆上风电场智能化自动布机方法，包括以下步骤：

S1、导入风场数据，进行用户设定，完成后转到S2；

S2、检查风场数据的格式合规性、数据相互匹配性，检查输入参数和设定是否完整有效，完成后，如果“是”，转到S3；如果“否”，转到S1；

S3、同化数据，将计算区域网格化，根据用户设定，判断是否需要考虑风场边界和限制区域、入流角限制，完成后，如果“是”，转到S4；如果“否”，转到S5；

S4、更新有效布机区域，完成后转到S5；

S5、判断是否需要考虑尾流效应，完成后，如果“是”，转到S6；如果“否”，转到S7；

S6、检查测风数据、功率曲线文件是否存在且合规，完成后，如果“是”，转到S7；如果“否”，转到S1；

S7、寻找场内风资源最好的网格单元区域，放置一台风机，完成后，转到S8；

S8、判断是否需要考虑尾流效应，完成后，如果“是”，转到S9；如果“否”，转到S10；

S9、计算新加入风场的风机的尾流效应，更新风资源图谱，完成后转到S10；

S10、更新有效布机区域，判断场内机位数是否达到设定的机位数，完成后，如果“是”，转到S11；如果“否”，转到S7；

S11、判断是否需要进行孤立机位点剔除，完成后，如果“是”，转到S12；如果“否”，转到S13；