[发明专利]一种风电场测风塔自由流风速的估算方法及装置

权利要求书

1.一种风电场测风塔自由流风速的估算方法，其特征在于，该估算方法包括以下步骤：

1)获取风电场内设定时间段的测风塔风速数据、以及相同设定时间段风机风速数据，并根据风机风速数据确定风机机位处的湍流强度，所述测风塔风速数据包括各个扇区的风速数据；

2)根据风机处坐标与测风塔坐标确定风机机位与测风塔位置间的距离和方位角；

3)根据风机推力系数、风机叶轮直径、风机机位处的湍流强度和所述距离确定测风塔风速受风机机位影响的尾流折减值；

4)从步骤1)中测风塔风速数据中选取与所述方位角对应的测风塔风向扇区风速，并根据所述尾流折减值和所选取的测风塔风向扇区风速计算该处的自由流风速；

5)将得到的自由流风速代替测风塔实测风速数据中对应扇区的风速数据，根据替换后扇区风速数据和其他扇区风速数据确定测风塔自由流风速的估算值。

2.根据权利要求1所述的风电场测风塔自由流风速的估算方法，其特征在于，所述步骤1)中湍流强度采用的计算公式为：

其中I_T表示风机机位处的湍流强度值，δ表示设定时间段内风机风速的标准偏差值，表示设定时间段内风机风速的平均值。

3.根据权利要求1或2所述的风电场测风塔自由流风速的估算方法，其特征在于，所述步骤3)中尾流折减值采用的计算公式为：

其中C_wake表示测风塔风速受风机机位影响的尾流折减值，C_t表示风机推力系数，D_rotor表示风机叶轮直径，I_T表示风机机位处的湍流强度，λ₀表示风机机位与测风塔位置间的距离。

4.根据权利要求1所述的风电场测风塔自由流风速的估算方法，其特征在于，所述的自由流风速采用的计算公式为：

其中V_β表示测风塔与风机方位角对应的扇区区间风速，V_β0′表示测风塔与风机方位角处自由流风速，C_wake表示测风塔风速受风机机位影响的尾流折减值。

5.根据权利要求1所述的风电场测风塔自由流风速的估算方法，其特征在于，所述测风塔自由流风速采用以下公式进行计算：

其中V₀表示测风塔处自由流风速；V_β0′表示测风塔与风机方位角处自由流风速，V_i表示测风塔第i个扇区风速，M为风机机位和测风塔位置方位角相对应的测风塔风向扇区号，N+1为测风塔划分的扇区个数。

6.根据权利要求1所述的风电场测风塔自由流风速的估算方法，其特征在于，风机机位和测风塔位置方位角采用的计算公式为：

其中β₀表示风机机位和测风塔位置方位角，(X₀,Y₀)表示测风塔的位置坐标，(X₁,Y₁)表示风机的位置坐标。

7.一种风电场测风塔自由流风速的估算装置，其特征在于，该估算装置包括存储器和处理器，以及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器与所述存储器相耦合，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-6中任一项所述的风电场自由流风速的估算方法。