[發明專利]一種風資源計算方法

有效

• 申請號: 201410617617.8
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN104331621B
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 辛克鋒;張曉東;王吉遠;劉麗麗;范忠瑤;龍泉;張辰源
• 申請（專利權）人: 中國大唐集團新能源股份有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q50/06
• 代理公司: 北京元中知識產權代理有限責任公司11223
• 代理人: 王明霞

1.一種風資源計算方法，包括以下步驟：

S1，對原始地形數據進行處理，生成三維立體的計算域網格；

S2，對原始測風數據進行統計分析得到全年的風況統計數據，風況統計數據包括：風速分布、風速頻率和風向頻率；

S3，根據風況數據生成多個風向邊界條件，通過計算域網格、風向邊界條件和緯度、地表粗糙度得到CFD計算所需模型；

S4，根據CFD計算所需模型，使用CFD求解器計算得到各個風向邊界條件下的風速和湍流分布；

S5，根據各個風向邊界條件下的風速和湍流分布、測風塔坐標、機位坐標、風機功率數據以及風況數據計算出風資源分布情況；

其特征在于，CFD計算所需模型為全高度大氣邊界層數值計算模型；

所述全高度大氣邊界層數值計算模型包括：壁面函數；所述壁面函數用來定義第一層網格在CFD計算所需模型；所述壁面函數包括湍流區域模型；所述湍流區域模型由傳統的壁面函數(1)在考慮修正系數a后得到等式(2)：

其中，u⁺是無量綱壁面切線速度；z₀為地表粗糙度；κ為馮·卡門常數；z_p是從近壁單元中心到壁面的距離；a為修正系數，由試驗測量所得；

所述全高度大氣邊界層模型還包括：湍流模型常數的標定，其中，u^*為地表摩擦速度；k為湍流脈動動能；所述u^*和k均為測量得到；

所述全高度大氣邊界層模型還包括：風廓線計算模型；所述風廓線計算模型為所述計算域網格邊界部的計算模型，取所述計算域網格除第一層以外的區域，并且在每層計算域網格上都進行相同的計算；

所述風廓線計算模型包括：湍動能耗散率ε；湍動能耗散率由傳統的大氣邊界層表面層的湍動能耗散率在考慮系數后得到

其中，u^*為地表摩擦速度，由測量得到；κ為馮·卡門常數；κ＝0.4；z為計算域網格中心點的高度；z_i為計算域大氣邊界層的厚度。

2.如權利要求1所述的風資源計算方法，其特征在于，

a1)將所述等式(2)，考慮空氣的運動粘度v、摩擦速度u_τ0后得到等式(3)：

a2)將所述等式(3)經變換得到等式(4)：

a3)將無量綱壁面切線距離和地面無量綱粗糙長度帶入所述等式(4)中，得到等式(5)：

其中，z⁺為無量綱壁面切線距離。

3.如權利要求1或2所述的風資源計算方法，其特征在于，

第一層網格在水平面上的投影為矩形，網格的邊長為30m-50m；所述第一層網格的垂直高度在10m以內。