[發明專利]風電場中風資源情況的預測方法及系統

有效

• 申請號: 201910260611.2
• 申請日: 2019-04-02
• 公開（公告）號: CN109917422B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 靳麗琴
• 申請（專利權）人: 上海電氣風電集團股份有限公司
• 主分類號: G01S17/95
• 分類號: G01S17/95;G01S15/88;G01W1/00
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦;張冉

本發明公開了一種風電場中風資源情況的預測方法及系統，預測方法包括：獲取風電場中的測風塔測得的測風數據；采用流體模型獲取風電場在無尾流影響時的第一風資源數據；采用尾流模型獲取風電場在有尾流影響時的第二風資源數據；建立用于獲取風電場在有尾流影響時的風資源情況的預測代理模型；獲取雷達設備測得的風電場的第三風資源數據；采用預測代理模型得到風電場的風資源預測數據。本發明能夠快速、準確地預測整個風電場內的風資源情況，進而及時調整風機的偏航，以保證風機更加精準的對風，從而減少上游風機對下游風機的尾流影響，以實現風電場發電量的最大化；且大大地減少了雷達設備的使用數量，降低了設備成本。

技術領域

本發明涉及數據處理技術領域，特別涉及一種風電場中風資源情況的預測方法及系統。

背景技術

目前，激光雷達測風技術已經廣泛應用在風電場的實時風速的測量中，主要是將激光雷達設備安裝在每個風機的機艙頂部處，通過準確探測風機前方的風速情況，實現對風機的偏航控制，特別是對于尾流影響區，通過風速下降情況的判斷實現對風機的偏航控制，減少尾流效應的影響，從而保證更加精準的對風，使得發電量的最大化。

但是，現有的基于激光雷達的測風技術仍然存在如下缺陷：

1)如果激光雷達設備安裝在一臺受尾流影響的風機上，則測得的數據并不能準確地反映風機處的風速和風向，因此風機無法據此準確對風，導致風機處的發電功率的損失，且增加了風機處的機械載荷；

2)雷達設備主要考慮風機處的上風向的尾流區的影響，并不能兼顧全場的綜合尾流的影響；

3)由于每個風機上都需要安裝一臺激光雷達設備，且安裝在高空的機艙處，存在設備總成本較高、運維不方便且運維費用也較高等問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是現有技術中基于激光雷達測風技術存在主要考慮風機處上風向的尾流區，不能兼顧全場的綜合尾流影響，且設備總成本較高、運維不方便、運維費用也較高等缺陷，目的在于提供一種風電場中風資源情況的預測方法及系統。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

本發明提供一種風電場中風資源情況的預測方法，在風電場外布置多臺雷達設備，所述預測方法包括：

獲取所述風電場中的測風塔測得的測風數據；

采用流體模型對所述測風數據進行處理，以獲取所述風電場在無尾流影響時的第一風資源數據；

采用尾流模型對所述第一風資源數據進行處理，以獲取所述風電場在有尾流影響時的第二風資源數據；

根據所述第二風資源數據建立用于獲取所述風電場在有尾流影響時的風資源情況的預測代理模型；

獲取所述雷達設備測得的所述風電場外無尾流影響時的風資源的第三風資源數據；

采用所述預測代理模型根據所述第三風資源數據得到所述風電場外的風資源進入所述風電場后對應的風資源預測數據。

較佳地，所述采用流體模型對所述測風數據進行處理，以獲取所述風電場在有尾流影響時的第二風資源數據的步驟包括：

采用CFD(Computational Fluid Dynamics，計算流體動力學)仿真軟件對所述測風數據進行仿真處理，以獲取所述風電場在有尾流影響時的第二風資源數據。

較佳地，所述尾流模型包括基于高斯分布的Jensen尾流模型(一種尾流模型)。

較佳地，所述根據所述第二風資源數據建立用于獲取所述風電場在有尾流影響時的風資源情況的預測代理模型的步驟包括：

采用隨機森林算法根據所述第二風資源數據建立用于獲取所述風電場在有尾流影響時的風資源情況的預測代理模型。