[發明專利]一種用于風電場風資源評估的地形地貌文件獲取方法

有效

• 申請號: 201410615194.6
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN104361616B
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 劉超;王靛;盛科;趙萍;楊佳元;盧陳皓;文雯;吳俁墨;李慧新
• 申請（專利權）人: 南車株洲電力機車研究所有限公司
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00;G06T11/40
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙)43008
• 代理人: 趙洪,譚武藝

技術領域

本發明涉及風電場微觀選址復核技術領域，具體涉及一種風電場微觀選址復核時用于風電場風資源評估的地形地貌文件獲取方法。

背景技術

風電場微觀選址復核是為確保擬安裝的風力發電機組安全，對已形成的微觀選址方案，在已獲得擬建風電場項目的資料基礎上，采用行業認可的風資源評估、風力發電機組微觀選址的方法和軟件，對方案進行復驗，復核風力發電機組適用性的過程，并提出合理建議。根據IEC61400 標準 ，要判斷風電機組在擬安裝點位能否安全運行，首先要計算該點位處的風資源狀況，以便和風電機組設計和認證時設定的標準風況相比較，以判斷擬安裝風電機組是否安全。

地表粗糙度是邊界氣象學中反映地表下墊面形態的一個重要指標，是研究風電場垂直分布廓線的重要參數，地表粗糙度條件對風電場的模擬和研究具有重要意義。在近地面層，風速受到地面摩擦的影響較大。地表面的粗糙度等級越高，對風的減速效果越明顯。地面粗糙度會影響到風資源的分布，是影響風電場風況和湍流強度的一個重要因素。受地形因素，坡度、地形起伏度、坡向等復雜地形下的風速、風向的變化更為復雜 這對風資源評估的精確性和安全性都提出了挑戰。

Meteodyn WT軟件（以下簡稱WT軟件）是由法國Meteodyn公司（美迪公司）研究開發的基于CFD技術的風資源評估軟件。WT軟件是專門為求解大氣邊界層問題而開發的CFD軟件，可以提高復雜地形風能資源評估的準確性。WT軟件可以根據地形、粗糙度以及設定的熱穩定度自動生成網格與邊界條件，在關注區域以及關注點自動進行網格加密，得到風電場區三維空間內任一點的風流及風資源情況（平均風速、湍流、極風、入流角、發電量、能量密度等等）。因此準確獲取風場地面地形和粗糙度情況對微觀選址復核有重要意義。傳統地形文件處理時通常僅僅考慮風電場風電機組覆蓋范圍，并未考慮風電場外圍擴充范圍地形信息；傳統地貌文件獲取方法主要有兩種。其一是通過風電場大比例尺數字化地形圖而來；另一種方法是利用Google Earth影像截屏、四點定位方法獲取地表粗糙度。但是，傳統地形文件獲取方法忽略了風電場周邊地形信息，影響了CFD軟件建模精度；通過風電場大比例尺數字化地形圖方法而獲取的地表粗糙度結果精確，但是成本高，效率低，無法普及使用。另一種利用Google Earth影像截屏、四點定位方法獲取的地表粗糙度，影像精度不夠，細節信息丟失，無法準確定位地表地貌的位置和類別，精度較低。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：針對現有技術的上述技術問題，提供一種能夠完成高可靠性的風電場地形地貌文件獲取，風資源評估效率及精度高，成本低、效率高的用于風電場風資源評估的地形地貌文件獲取方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種用于風電場風資源評估的地形地貌文件獲取方法，其實施步驟如下：

1）收集待評估風電場及其指定擴展區域的測繪地形圖；

2）判斷所述測繪地形圖能否滿足風資源評估軟件的風資源計算要求，如果能滿足計算要求，則將風電場及其指定擴展區域作為完整計算區域，根據所述測繪地形圖生成完整計算區域的地形文件；如果不能滿足計算要求，則利用預設的SRTM數據庫對所述測繪地形圖進行外擴，將風電場及其指定擴展區域及外擴區域作為完整計算區域，生成外擴區域的補充地形圖，將所述測繪地形圖、補充地形圖合并生成完整計算區域的地形文件；

3）利用預設的全球遙感圖像庫獲取所述完整計算區域的遙感圖像，根據所述遙感圖像獲取完整計算區域的地貌文件；

4）將所述完整計算區域的地形文件、地貌文件在空間位置上完全匹配，然后進行完全疊加得到完整計算區域的地形地貌文件；

所述步驟3）的詳細步驟如下：

3.1）根據所述完整計算區域建立粗糙度勾繪邊界文件；

3.2）判斷所述粗糙度勾繪邊界文件所使用的地理坐標系和預設的全球遙感圖像庫所使用的地理坐標系是否一致，如果不一致，則將所述粗糙度勾繪邊界文件所使用的地理坐標系投影轉換為預設的全球遙感圖像庫所使用的地理坐標系，所述轉換為預設的全球遙感圖像庫所使用的地理坐標系具體是利用ESRI公司開發的ArcGIS Desktop桌面組件ArcMap 和ArcToolbox采用高斯投影法實現地圖投影功能，將粗糙度勾繪邊界文件所使用的北京54或西安80投影坐標系投影轉換為Google Earth上的全球遙感圖像庫所使用的WGS 1984地理坐標系；然后跳轉執行步驟3.3）；如果一致，則直接跳轉執行步驟3.3）；