[发明专利]一种利用风力机SCADA数据校正尾流评估模型的方法

权利要求书

1.一种利用风力机SCADA数据校正尾流评估模型的方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤1)根据风电场中风力机的布局情况，确定目标风力机；

步骤2)获取目标风力机的SCADA数据；

步骤3)获取目标风力机的位置坐标；

步骤4)进行SCADA数据的筛选和预处理；

步骤5)修正尾流风力机风速的坐标；

步骤6)计算高斯尾流评估模型的扩散系数；

步骤7)确定扩散系数与湍流度之间的关系；

步骤8)得到校正的风力机尾流评估模型；

步骤9)利用校正尾流评估模型开展风电场中风力机的尾流评估，然后根据尾流评估结果，采用合适的风电场尾流优化控制策略，以提高风电场的整体发电效率及整体发电量；

在步骤3)中，根据风电场前期规划建设文件，获取来流风力机机舱测风仪的位置坐标(x_u,y_u,z_u)和尾流风力机机舱测风仪的位置坐标(x_d,y_d,z_d)，其中，x方向沿两台目标风力机轮毂中心点连接线方向，y方向在水平面内垂直于x方向，z方向为高度方向，因为来流风力机和尾流风力机轮毂高度相同，可知，y_u＝y_d，z_u＝z_d；

在步骤5)中，将尾流风力机风速的坐标修正为(x_dm,y_d,z_d)，其中x_dm通过公式(1)计算：

x_dm＝x_d-1.5D_d (1)

式中：x_dm为尾流风力机SCADA风速数据修正后的坐标；D_d为尾流风力机的风轮直径；

在步骤6)中，

高斯尾流评估模型的表达式如公式(2)所示：

式中：U_∞为自由来流风速；U_w为尾流区风速；x为距离风力机的流向距离；C_T为风力机的推力系数；ε为参数，与扩散系数有关，ε＝-1.91k_B+0.34；r为尾流区距离轮毂中心线的距离；

对于来流风力机，其SCADA测风数据表征了自由来流状态，而对于尾流风力机，其SCADA数据表征了受到来流风力机尾流效应影响后的流场状态，因为

可知：

因此，根据公式(2)和公式(4)，在特定来流风力机湍流度I_u的情况下，利用来流风力机风速U_u、尾流风力机风速U_d、来流风力机的推力系数C_Tu、来流风力机位置坐标(x_u,y_u,z_u)、尾流风力机风速的修正坐标(x_dm,y_d,z_d)、来流风力机的风轮直径D_u来得到高斯尾流评估模型的扩散系数k_B，具体计算公式如下：

然后计算不同湍流度I_u情况下高斯尾流评估模型的扩散系数k_B。

2.根据权利要求1所述的利用风力机SCADA数据校正尾流评估模型的方法，其特征在于，在步骤1)中，具体的，根据风电场中风力机的布局情况，选择两台目标风力机，两台目标风力机的轮毂高度相同，分别称为来流风力机和尾流风力机；两台风力机通过以下方式确定：

(1)来流风力机：位于风电场来流主风向下的第一排，即该风力机在主风向下不受其他风力机尾流的影响；

(2)尾流风力机：在主风向下处于来流风力机的尾流区之内，并且该风力机仅受来流风力机尾流的影响。