[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

说明书

一种利用风力机SCADA数据校正尾流评估模型的方法，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。本发明的目的是为了提供一种能很好的利用风力机SCADA数据来校正尾流评估模型的方法，更好的反映风力机尾流区域的流场情况，从而提高风力机尾流评估的准确性和通用性。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，具体涉及一种利用风力机SCADA数据校正尾流评估模型的方法，可用于风电场尾流评估和尾流优化控制等工作中。

背景技术

风能是一种清洁的可再生能源，大力发展风力发电是降低碳排放量、实现可持续发展重要途径之一。在风电场中，来流风经过上游风力机后会形成一段风速减小、湍流度增大的尾流区域，导致尾流区域内的下游风力机出现功率下降、载荷增加的现象，被称为尾流效应。风力机的尾流效应可导致风电场发电量损失10％～20％，因此，在风电场前期规划和后期运维过程中，需要对风力机的尾流效应进行准确地评估，尽量避免风力机处于尾流区域内，从而提高风电场的整体收益。

实验测量、数值计算、解析尾流评估模型是评估风力机尾流效应的三种常用方法，其中解析尾流评估模型因为其形式简单、计算快速等优点而在工程中广泛应用。目前最常采用的解析尾流评估模型有Jensen尾流评估模型、Frandsen尾流评估模型和高斯尾流评估模型等，其中高斯尾流评估模型由于满足了质量守恒和动量守恒，且速度亏损假设更符合实际情况，被认为能够更为准确地描述风力机尾流区的流场分布。高斯尾流评估模型在应用时需要确定扩散系数k_B，而扩散系数k_B与风电场的来流状态、地形、大气稳定度等多种因素有关，因此不同风电场在进行尾流评估时，都需要对高斯尾流评估模型进行参数计算和校正。然而在工程上，尾流评估模型中的参数一般选用固定值，忽略了不同风电场之间环境的差异。研究人员提出了多种方法来校正风力机尾流评估模型，但在实际工程中应用效果的差异性较大，据此得到的评估结果具有相当大的不确定性。

在风电场运营阶段，风力机会产生大量的SCADA运行数据，这些数据真实反映了当前风电场内的风力机在受到来流或者尾流影响时的运行状态，因此可以利用这些数据开展风电场的尾流评估。中国专利CN106321368B和中国专利CN109800931A分别提出了基于风力机SCADA数据的风电场尾流损失测量方法和发电量损失测量方法，然而，以上两种方法仅能针对已发生时间段开展尾流评估和测量，在不同来流环境中需要重新开展评估，通用性较差。同时以上方法并没有基于SCADA数据来校正尾流评估模型，导致无法利用定量的尾流模型来评估和优化风电场的尾流和发电量损失。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种能很好的利用风力机SCADA数据来校正尾流评估模型的方法，能更好的反映风力机尾流区域的流场情况，从而提高风力机尾流评估的准确性和通用性，进而提升风电场的整体发电量。

一种利用风力机SCADA数据校正尾流评估模型的方法，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；