[发明专利]一种陆上风资源数字信息化开发方法

权利要求书

1.一种陆上风资源数字信息化开发方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：建立陆上风资源信息数据库中的测风塔数据库和气象站数据库；

步骤S2：实施陆上风场风能资源信息化评估；

所述S2包括以下步骤：S201：对风资源信息数据库中各类数据进行分类，共有m种类型数据，分别为Static_i，其中0＜i≤m；

S202：分类分析各类数据在测量周期T内的完整性，统计各类数据在测量周期T内的缺测次数Missing_i；

S203：分别从数据范围合理性、相关性及趋势性三个方面分析各类数据在测量周期T内的合理性，统计各类数据在测量周期T内的不合理个数Unrational_i，并删除不合理数据；

S204：计算测量周期T内各类数据有效完整率Result_i，具体如下：

Result_i＝(Missing_i+Unrational_i)/Frequency；

S205：通过相关分析法建立已测测风塔数据同类型不同高度测风塔数据Static_i-hv间的关系：

Static_i-hv＝A Static_i-otherhv+B(0＜i≤m,0＜h_v≤H)，

相关性为R²_i-hv(0＜i≤m,0＜h_v≤H)；

建立已测测风塔数据Static_i与风资源信息数据库中各类测风塔数据Static_tower-j间的关系：

Static_i＝A Static_tower-j+B(0＜i≤m,0＜j≤n)，相关性为R²_j(0＜j≤n)；

建立已测测风塔数据Static_i与测风周期同周期的各类长期测站数据Static_station-k间的关系：Static_i＝A Static_station-k+B(0＜i≤m,0＜k≤p)，相关性为R²_k(0＜k≤p)；

其中，A、B为线性相关关系系数，H为测风塔高度，h_v为各测风仪安装高度，k为长期测站编号，p为长期测站总数量，j为测风塔编号，n为测风塔总数量；

S206：分别比较各类测风塔数据Static_tower-j与已测测风塔数据Static_i间的相关性R²_j(0＜j≤n)，寻找最大相关值R²_j-best＝max R²_j(0＜j≤n)，对应为相关性最优测风塔数据Static_tower-best，若R²_j＜0.8，则不存在相关性最优测风塔数据；

计算各类长期测站数据Static_station-k与已测测风塔数据Static_i间的最大相关性值R²_k-best(0＜k≤p),对应为相关性最优长期测站数据Static_station-best，若R²_k＜0.7，则不存在最优长期测站数据；

S207：通过已测测风塔其他高度同类型数据、得出的相关性最优测风塔数据及相关性最优长期测站数据完成实测测风塔数据插补，使插补后的实测测风塔数据有效完整率Result_i≥90％；

S208：基于S206步骤中得出的最优长期测站数据，利用比值法或分扇区相关法完成已测测风塔数据代表年订正，得出已测测风塔测风周期T内各类代表年数据Static_i-revise(0＜i≤m)，对应轮毂高度处的风速Speed_revise、风向数据Direction_revise、已测测风塔位置处的气温Temperature和气压数据Pressure，将上述数据增加到风资源代表年数据库；

S209：基于S208步骤中得出的已测测风塔测风周期T内各类代表年数据，计算项目范围内的风资源信息；

分别根据已建立风资源信息数据库中相关气温Temperature_station、气压Pressure_station、水汽压Vapor Pressure_station数据建立长期测站空气密度信息数据库ρ_station、测风塔位置处空气密度信息数据库ρ_tower；

结合项目计算实际需求，通过对长期测站温度Temperature_station订正，计算已测测风塔位置处空气密度信息，比较各类资源信息数据库中的空气密度信息，选择较为合理的值作为项目空气密度信息ρ_revise；

S210：根据已建立风资源信息数据库中各类代表年数据Static_i-revise，计算已测测风塔相关的风切变а、湍流强度TI、50年一遇最大风速V_50MAX、代表年平均风速Speed_revise-hv及风功率密度Wind Energy_revise-hv；

S211：根据已建立风资源信息数据库中各高度代表年风速Speed_revise-hv、风向Direction _revise-hv及风功率密度Wind Energy_revise-hv统计已测测风塔相关的风向特征、风频分布及威布尔分布特性；

S212：将上述步骤中获得的所有项目风资源特征信息加入风资源信息数据库Static_tower中，统计此风资源信息数据库中对应测量时段内的各类数据缺测个数为Missing_revise-i，计算各类数据对应有效完整率为Result_revise-i＝Missing_i/Frequency；

步骤S3：基于陆上风资源评估信息结果，量化相应地区风电场发电量评估过程中不确定性；

所述S3包括以下步骤：

S301：根据步骤S2中获得的风资源信息数据库测风塔数据库Static_tower，提出由风数据质量导致的发电量不确定性Uncertainty₁＝1-Result_revise-i、由环境湍流导致的发电量不确定性Uncertainty₂、叶片污染导致的发电量不确定性Uncertainty₃、气候恶劣引起的风力发电机组设备停机导致的发电量不确定性Uncertainty₄；

S302：结合风力发电机组设备定标情况，分别确定风力发电机组设备功率曲线不确定性Uncertainty₅、风力发电机组设备可利用率Uncertainty₆、风力发电机组设备控制响应滞后导致的发电量不确定性Uncertainty₇；

S303：根据风电项目设计方案，现场环境及接入点电网实际情况，分别确定由风电场项目场用电、线损等能量损耗导致的发电量不确定性Uncertainty₈、由电网频率波动及限电影响导致的发电量不确定性Uncertainty₉、由相邻风电场引起的尾流影响导致的发电量不确定性Uncertainty₁₀；

S304：根据该风电项目软件设计，计算建模过程中在垂直外推、水平外推、地形及地貌影响存在误差导致的发电量不确定性Uncertainty₁₁；

S305：确定以上发电量不确定性确定过程中没有考虑到的其他因素对应的发电量不确定Uncertainty₁₂；

S306：根据S301～S305步骤中确定出的各项发电量不确定性，计算该项目整体发电量计算不确定

步骤S4：结合上述陆上风资源数字信息数据库，提出风场设计优化方案。