[發(fā)明專利]一種利用Globcover土地覆蓋數(shù)據(jù)評估風(fēng)電場風(fēng)能資源的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410410342.0
• 申請日: 2014-08-20
• 公開（公告）號: CN104166948A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張雙益;王益群;呂宙安;張繼立
• 申請（專利權(quán)）人: 中國長江三峽集團公司
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 成鋼

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬涉及一種評估風(fēng)電場風(fēng)能資源的方法，具體涉及一種利用Globcover土地覆蓋數(shù)據(jù)評估風(fēng)電場風(fēng)能資源的方法。

背景技術(shù)

地表粗糙度是邊界層氣象學(xué)中的一個重要參數(shù)。根據(jù)空氣動力學(xué)定義，地表粗糙度是指近地層風(fēng)速遞減到零時的高度。風(fēng)電場風(fēng)能資源評估領(lǐng)域常用“土地類型劃分法“估算地表粗糙度，即根據(jù)不同的土地覆蓋類型劃分不同的地表粗糙度的對應(yīng)關(guān)系。按“歐洲風(fēng)能圖譜方案”，土地覆蓋類型分為水面、草地、農(nóng)田、森林、城市等9種不同的類型，對應(yīng)的地表粗糙度分別從0.0002～1.6m。

地表粗糙度的大小對于風(fēng)電場風(fēng)能資源評估工作有著重要影響。例如地面500m高度處自由流風(fēng)速均為10m/s，若地表粗糙度為0.0002m時，則70m高度處風(fēng)速約為8.7m/s；若地表粗糙度為1.6m時，則70m高度處風(fēng)速約為6.7m/s；兩種情況下70m高度處風(fēng)速差超過了20％，帶來風(fēng)電機組的發(fā)電量差可達40％。因此準確估算地表粗糙度是提高風(fēng)電場風(fēng)能資源評估工作精確度與準確度的關(guān)鍵因素之一。

現(xiàn)有的對風(fēng)電場風(fēng)能資源的評估技術(shù)的缺點在于只能適用于地形平坦、地貌均一的小型風(fēng)電場。對于地形崎嶇、地貌多變的大型風(fēng)電場，由于現(xiàn)場踏勘工作受到時間、成本、精力、裝備等因素的制約，踏勘的范圍受到較大的限制，不能覆蓋整個場址，因此采集的地形地貌信息不全，也不能全面、完整地反映整個場址的地形地貌情況，據(jù)此估算場址的地表粗糙度分布情況也會存在一定程度上的失真，最終用于風(fēng)電場風(fēng)能資源評估也會帶來存在較大的誤差。

目前在利用Globcover土地覆蓋數(shù)據(jù)評估風(fēng)電場風(fēng)能資源方面，還沒有相關(guān)成果。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種誤差較小、準確度較高的利用Globcover土地覆蓋數(shù)據(jù)評估風(fēng)電場風(fēng)能資源的方法。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種利用Globcover土地覆蓋數(shù)據(jù)評估風(fēng)電場風(fēng)能資源的方法，：包括以下步驟：

步驟一，獲取風(fēng)電場場址范圍的Globcover土地覆蓋數(shù)據(jù)，繪制土地覆蓋類型分布圖；

步驟二，根據(jù)Globcover土地覆蓋類型與地表粗糙度的對應(yīng)關(guān)系，將步驟一得到的土地覆蓋類型分布圖轉(zhuǎn)換為地表粗糙度分布圖，估算出場址的地表粗糙度分布情況；

步驟三，使用風(fēng)資源評估軟件載入現(xiàn)場測風(fēng)塔實測的風(fēng)況數(shù)據(jù)、場址的等高線地圖及步驟二得到的地表粗糙度分布圖，進行外推模擬得到場址任意位置的風(fēng)況數(shù)據(jù)；

步驟四，根據(jù)步驟三得到的風(fēng)資源評估軟件模擬結(jié)果，評估場址內(nèi)各臺風(fēng)電機組的輪轂高度處的年平均風(fēng)速、風(fēng)速頻率分布函數(shù)及擬合得到的威布爾分布參數(shù)c、k值；

步驟五，根據(jù)步驟四得到的風(fēng)電機組的輪轂高度處的威布爾分布參數(shù)，結(jié)合廠家提供的機組的功率曲線，估算出風(fēng)電機組的年發(fā)電量大小。

本發(fā)明步驟二中所述的現(xiàn)場測風(fēng)塔的風(fēng)況數(shù)據(jù)應(yīng)包括多個垂直高度風(fēng)速、風(fēng)向的時間序列，若附近存在相關(guān)性較好的長期氣象數(shù)據(jù)，可利用長期數(shù)據(jù)將測風(fēng)塔的短期數(shù)據(jù)進行訂正到代表年，以消除大/小風(fēng)年波動影響；場址的等高線地圖由現(xiàn)場測繪制作完成，等高線間隔一般為1m或2m。

步驟四中的威布爾分布參數(shù)c、k值的計算方式如下：

平均風(fēng)速

v‾=Σi=1nvi---(1)]]>

其中：n—設(shè)定時段的記錄數(shù)；v_i—第i記錄的風(fēng)速值；

威布爾分布f(v)的表達式為：