[发明专利]一种风力发电机尾流追踪方法

说明书

本发明提供一种风力发电机尾流追踪方法，包含步骤：S1、通过多普勒雷达采集风力发电场的风速信息；S2、结合风向信息和采集的风速信息，对风力发电场进行二维网络化建模，建立风力发电场二维建模模型；S3、选取尾流起始位置，根据所述尾流起始位置更新所述风力发电场二维建模模型的风速信息；S4、通过单高斯拟合或双高斯拟合追踪风力发电机的尾流中心。本发明能够在真实环境中最终得到尾流中心位置，追踪结果准确可靠。

技术领域

本发明涉及风力发电机技术领域，特别涉及一种风力发电机尾流追踪方法。

背景技术

现如今，随着以太阳能、风能、水能为代表的可再生能源建设规模逐渐加大，尤其是风电并网容量已连续多年领跑全球，风力发电场的选址以及布局成为了制约风电进一步发展的重要因素。所以如何更好地使用现有风力资源，结合高科技手段提高资源利用效率，成为了我们研究的方向。

尾流效应是指风力机从风中获取能量的同时在其下游形成风速下降的尾流区。若下游有风力机位于尾流区内，下游风力机的输入风速就低于上游风机的输入风速。尾流效应造成风电场内风速分布不均，影响风电场内每台风电机组运行状况，进一步影响风电场运行工况及输出；且受风电场拓扑、风轮直径、推力系数、风速和风向等因素影响。

目前风机的叶轮直径己达百米以上，在一个较大型的风电场内,希望在有限的±地上安装尽可能多的风力发电机组,从而获得尽量多的发电量,然而尾流效应是决定风机间距离的一个至关重要的因素。当一台风力发电机组处在上游风力发电机组的尾流区域里运行时,其发电功率会受到极大的影响。尾流效应造成的能量损失对风电场的经济性有着重要的影响,当风力发电机组完全处在尾流区域运行时,功率损失可达30％到40％。

为了提高风力发电机的发电效率，降低尾流影响，现有的解决方法通常是通过风洞试验或者计算机仿真计算进行尾流追踪方法的模拟，但是真实环境远比实验室的模拟条件复杂，大气条件以及风速风向等复杂多变，尤其是两台或多台风力发电机产生的尾流互相影响等，这些因素的叠加造成在真实环境之中风力发电机的尾流追踪所面临的困难以及需要考虑到的问题远比实验室的模拟条件多，如何针对真实环境中的风力发电机尾流进行直观而准确的追踪以及展示，是亟待解决的问题。

因此，要实现风力发电机尾流中心准确的追踪，需要解决解决的问题有：一是确保尾流中心追踪是基于真实环境；二是确保尾流中心追踪的准确性；三是确保尾流中心信息展示的直观性与可读性。

发明内容

本发明的目的是提供一种风力发电机尾流追踪方法，能够实时追踪风力发电场中风力发电机的尾流中心位置。

为了达到上述目的，本发明提供一种风力发电机尾流追踪方法，包含步骤：

S1、通过多普勒雷达采集风力发电场的风速信息；

S2、结合风向信息和采集的风速信息，对风力发电场进行二维网络化建模，建立风力发电场二维建模模型；

S3、选取尾流起始位置，根据所述尾流起始位置更新所述风力发电场二维建模模型的风速信息；

S4、通过单高斯拟合或双高斯拟合追踪风力发电机的尾流中心。

所述风力发电机尾流追踪方法还包含步骤：

S5、通过箱型图展示追踪的尾流中心的统计信息。

步骤S2中包含：

S21、任选风力发电场一台风力发电机作为第一风力发电机，将所述第一风力发电机作为水平笛卡尔坐标系的原点，将实际风向作为所述笛卡尔坐标系的x轴正方向，所述笛卡尔坐标系的y轴垂直于风向，且第一风力发电机下风向相邻的第二风力发电机位于所述笛卡尔坐标系的第一象限，建立风力发电场在笛卡尔坐标系下的二维网络化建模模型；