[發(fā)明專利]一種風(fēng)電場(chǎng)微觀智能布機(jī)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810831287.0
• 申請(qǐng)日: 2018-07-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109299495B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葛瑩;李均凱;高海峰;鮑倩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F30/18;G06Q50/06
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 田凌濤

1.一種風(fēng)電場(chǎng)微觀智能布機(jī)方法，用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)區(qū)域風(fēng)電場(chǎng)的布機(jī)操作，其特征在于，包括如下步驟：

步驟A.采用均值變點(diǎn)分析法，獲得第一最佳尺寸窗口，并基于第一最佳尺寸窗口，針對(duì)目標(biāo)區(qū)域原始DEM數(shù)據(jù)圖像，獲得目標(biāo)區(qū)域地形起伏度數(shù)據(jù)、以及目標(biāo)區(qū)域地形坡度數(shù)據(jù)，然后進(jìn)入步驟B；

步驟A包括如下步驟：

步驟A1.分別基于各預(yù)設(shè)尺寸窗口，利用ArcMap應(yīng)用中的空間分析模塊，獲得目標(biāo)區(qū)域中各窗口位置的地形起伏度，進(jìn)而獲得目標(biāo)區(qū)域分別對(duì)應(yīng)各預(yù)設(shè)尺寸窗口下、各窗口位置地形起伏度組成的序列，然后進(jìn)入步驟A2；

步驟A2.分別針對(duì)目標(biāo)區(qū)域?qū)?yīng)各預(yù)設(shè)尺寸窗口下、地形起伏度序列，按平均值求取法，獲得目標(biāo)區(qū)域分別對(duì)應(yīng)各預(yù)設(shè)尺寸窗口的地形起伏度值，然后進(jìn)入步驟A3；

步驟A3.按照各預(yù)設(shè)尺寸窗口由小至大順序，針對(duì)目標(biāo)區(qū)域分別對(duì)應(yīng)各預(yù)設(shè)尺寸窗口的地形起伏度值進(jìn)行排序，構(gòu)成序列{x_i}，i∈{1、…、N}，N表示各預(yù)設(shè)尺寸窗口的數(shù)量，x_i表示基于各預(yù)設(shè)尺寸窗口由小至大順序中、目標(biāo)區(qū)域?qū)?yīng)第i個(gè)預(yù)設(shè)尺寸窗口的地形起伏度值，然后進(jìn)入步驟A4；

步驟A4.基于變量i的范圍，針對(duì)序列{x_i}，分別獲得x₁、…、x_i-1的平均值x_i1，以及獲得x_i-1、…、x_N的平均值x_i2，然后進(jìn)入步驟A5；

步驟A5.根據(jù)如下公式：

獲得各S_i的值，然后進(jìn)入步驟A6；

步驟A6.基于各預(yù)設(shè)尺寸窗口由小至大順序，獲得S₂、…、S_N中最小值下標(biāo)所對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)尺寸窗口，即為第一最佳尺寸窗口，然后進(jìn)入步驟A7；

步驟A7.將目標(biāo)區(qū)域?qū)?yīng)第一最佳尺寸窗口的地形起伏度值，作為目標(biāo)區(qū)域地形起伏度數(shù)據(jù)，同時(shí)，基于第一最佳尺寸窗口，利用ArcMap應(yīng)用中的空間分析中坡度模塊，獲得目標(biāo)區(qū)域地形坡度數(shù)據(jù)；

步驟B.基于預(yù)設(shè)地形起伏度閾值和預(yù)設(shè)地形坡度閾值，按平坦地形、以及除平坦地形外的復(fù)雜地形的劃分方法，針對(duì)目標(biāo)區(qū)域中的地形進(jìn)行劃分分析，并進(jìn)入步驟C；

步驟C.若目標(biāo)區(qū)域中僅包含平坦地形區(qū)域，則進(jìn)入步驟D；若目標(biāo)區(qū)域中僅包含復(fù)雜地形區(qū)域，則進(jìn)入步驟F；若目標(biāo)區(qū)域中同時(shí)包含平坦地形區(qū)域和復(fù)雜地形區(qū)域，則同時(shí)分別進(jìn)入步驟D和步驟F；

步驟D.獲取目標(biāo)區(qū)域風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)的時(shí)空特征，并利用風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)中平均u分量和平均v分量的正切變換獲得風(fēng)向夾角，從而獲得目標(biāo)區(qū)域的盛行風(fēng)向，然后進(jìn)入步驟E；其中,u和v分別代表預(yù)設(shè)兩個(gè)相互垂直的的地理方向；

步驟E.根據(jù)目標(biāo)區(qū)域中的平坦地形區(qū)域DEM數(shù)據(jù)，結(jié)合目標(biāo)區(qū)域的盛行風(fēng)向，針對(duì)目標(biāo)區(qū)域中的平坦地形區(qū)域進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)的布機(jī)操作；

步驟F.根據(jù)目標(biāo)區(qū)域原始DEM數(shù)據(jù)圖像，獲得目標(biāo)區(qū)域中復(fù)雜地形區(qū)域的山脊區(qū)域；同時(shí)，根據(jù)目標(biāo)區(qū)域原始DEM數(shù)據(jù)圖像，獲得目標(biāo)區(qū)域中復(fù)雜地形區(qū)域的山頂點(diǎn)區(qū)域，然后進(jìn)入步驟G；

步驟G.按預(yù)設(shè)風(fēng)速閾值與風(fēng)功率密度閾值，基于目標(biāo)區(qū)域風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)中的風(fēng)速與風(fēng)功率密度，確定目標(biāo)區(qū)域中復(fù)雜地形區(qū)域的最佳風(fēng)能資源區(qū)域，然后進(jìn)入步驟H；

步驟H.基于目標(biāo)區(qū)域中復(fù)雜地形區(qū)域的山脊區(qū)域、山頂點(diǎn)區(qū)域，針對(duì)目標(biāo)區(qū)域中復(fù)雜地形區(qū)域中最佳風(fēng)能資源區(qū)域的山脊區(qū)域、山頂點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)的布機(jī)操作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種風(fēng)電場(chǎng)微觀智能布機(jī)方法，其特征在于，所述步驟D中，應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分析法，獲取目標(biāo)區(qū)域風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)的時(shí)空特征，并利用風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)中平均u分量和平均v分量的正切變換獲得風(fēng)向夾角，從而獲得目標(biāo)區(qū)域的盛向風(fēng)向，然后進(jìn)入步驟E；其中,u和v分別代表預(yù)設(shè)兩個(gè)相互垂直的的地理方向。