[发明专利]一种基于优化时间窗口的风资源评估方法

摘要

本发明公开了一种基于优化时间窗口的风资源评估方法，包括以下步骤：步骤1：数据提取；提取当地风速数据信息，并对原始数据进行验证和订正。得到一系列连续且时间间隔相等的风速数据，作为模型的样本时间序列；步骤2：计算风速显著周期；应用小波变换技术计算风速在不同时间尺度下的显著周期，作为风资源评估的新的时间窗口；步骤3：最优时间窗口的确定；在传统时间窗口与步骤2计算得到的考虑风速周期性的新的时间窗口下，分别进行威布尔函数的拟合；并比较二者的拟合优度及拟合平均风速与实际平均风速的差值，从而选取更优的时间窗口；步骤4：风资源特征指标的计算；在步骤3选定的时间窗口下，计算当地风资源特征的指标，包括：平均风速、风速分布参数、风切变指数及风功率密度；并绘制风廓线、风向玫瑰图与风能玫瑰图。

主权项

1.一种基于优化时间窗口的风资源评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：数据提取；提取当地长期测风数据，并对原始数据进行验证和订正,得到一系列连续且时间间隔相等的风速数据，作为模型的样本时间序列；步骤2：计算风速显著周期；应用小波变换技术计算风速在不同时间尺度下的显著周期，作为风资源评估的新的时间窗口；步骤3：最优时间窗口的确定；在传统时间窗口与步骤2计算得到的考虑风速周期性的新的时间窗口下，分别进行威布尔函数的拟合；并比较二者的拟合优度及拟合平均风速与实际平均风速的差值，从而选取最优的时间窗口；步骤4：风资源特征指标的计算；在步骤3选定的时间窗口下，计算反映当地风资源特征的指标，包括：平均风速、风速分布参数、风切变指数及风功率密度；绘制风廓线、风向玫瑰图与风能玫瑰图，包括：步骤41：在最优时间窗口下，计算平均风速威布尔风速分布参数c和k、风切变指数和风功率密度,其中，风切变指数的计算公式为:其中，为高度z₁处的平均风速；为高度z₂处的平均风速；风功率密度的计算公式为：其中，为设定时段的平均风功率密度；N为设定时段内的记录数；ρ_z为空气密度；步骤42：在最优时间窗口下，绘制风廓线、风向玫瑰图和风能玫瑰图，其中，风廓线表达式为：其中，为高度z₁处的平均风速；为高度z处的平均风速，α为风切变指数；风向玫瑰图表示风向和风向的频率，风向频率是指在一定时间内各种风向出现在次数占所有观察次数的百分比，在风能玫瑰图中，各射线长度分别表示某一方向上风向频率与相应风向平均风速立方值的乘积；根据风能玫瑰图能看出哪个方向上的风具有能量的优势，并加以利用。