[發明專利]一種海上風場自動化機位排布軟件及其運行方法

有效

• 申請號: 201811054714.5
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109446548B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 劉懷西;苗得勝;吳迪;張敏;黎建峰;李巖;劉飛虹;洪暢;葛文澎
• 申請（專利權）人: 明陽智慧能源集團股份公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/28;G06F30/13;G06F119/06;G06F119/14;G06F113/04
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

1.一種海上風場自動化機位排布系統，其特征在于，包括：

機位排布模塊，用于生成滿足海上風場限制性條件的機位排布方案庫；

發電量計算模塊，用于計算排布方案庫中各方案的發電量和風速信息；

風數據處理模塊，用于計算風數據的分布特征；

風向敏感性分析模塊，用于計算排布方案對風數據的敏感性，輔助獲取優化方案；

所述機位排布模塊包括初始機位生成模塊、機位微調模塊和參數化方案遍歷模塊，其中：

所述初始機位生成模塊根據風場邊界坐標生成覆蓋整個風場的初始機位坐標；

所述機位微調模塊根據預排布的風力發電機組數目及風場限制性區域調整機位坐標，并引入以下假設：將四臺風力發電機組置于平行四邊形的四個角點，保持四邊形各邊的方向不變，四邊形的邊長按照同一尺度進行縮放，形成多個與之相似的平行四邊形，在任意風向下，邊長越長，四臺風力發電機組所受到的平均尾流效應越不顯著；

所述參數化方案遍歷模塊用于完成排布方案的全局遍歷，所述全局遍歷是指由此獲得的方案庫包含所有滿足輸入條件限制的排布方案；

所述發電量計算模塊包括尾流損失模塊和發電量模塊，其中：

所述尾流損失模塊根據尾流模型計算風力機的尾流損失，所述尾流模型包括單尾流模型和組合尾流模型，所述單尾流模型用于計算一臺風力發電機組在另一臺風力發電機組下風向的尾流損失，為Jensen尾流模型或WAsP尾流模型或Larsen尾流模型；所述組合尾流模型用于計算一臺風力發電機組在多臺風力發電機組下風向的尾流損失，采用最大值方法、平方和開根號方法及加和方法中的其中一種；

所述發電量模塊計算風場各風力發電機組的尾流前后發電量和風速，包括基于時序風數據的發電量計算模式和基于TAB表的發電量計算模式，其中，采用基于TAB表的發電量計算模式計算尾流損失時有兩種方法選擇：一種是TAB表直接計權法，另一種是全風速段Weibull擬合法；

所述發電量計算模塊能夠考慮周邊風場影響、多風場同時排布機位、風場加速比效應這些因素。

2.根據權利要求1所述的一種海上風場自動化機位排布系統，其特征在于，所述風數據處理模塊根據測風數據計算Weibull參數、風速分布和風向分布。

3.根據權利要求1所述的一種海上風場自動化機位排布系統，其特征在于，所述風向敏感性分析模塊對風數據做定量偏轉，計算方案的尾流損失、發電量和機位點風速的變化。

4.一種權利要求1至3任何一項所述海上風場自動化機位排布系統的運行方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、輸入必備信息：

S11、目標風場邊界參數信息：風場范圍拐點坐標；

S12、機組參數信息：預排布機組數目、塔架高度、葉輪半徑、功率曲線；

S13、風數據參數信息：測風塔坐標、測風塔高度、風切變、尾流衰減因子、置信系數、全年風速風向數據；

S14、發電量計算參數信息：風速風向扇區/子扇區數目、weibull擬合方法、尾流模型；

S15、優化排布參數信息：遍歷范圍、提取方案數目、風向偏轉角；

S2、機位排布模塊根據海上風場限制區域、預裝機容量和遍歷參數得到局部優化的機位排布方案，將其放入方案庫中；

S3、發電量計算模塊計算S2所獲得方案的尾流損失、尾流前后發電量和機位點風速，將結果放入方案庫；

S4、檢查遍歷參數是否完成，若完成則進入S5；否則再步進遍歷參數，進入S2；

S5、選取方案庫中整場發電量最高的n個方案，n為正整數，并進入風向敏感性分析模塊完成分析，獲得推薦方案；

S6、輸出結果，完成自動化機位排布，流程結束。