[發明專利]山地各位置風速剖面定量描述方法、風速確定方法及系統

在審

• 申請號: 202110301924.5
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN113158426A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 羅克偉;鄢慶錳;尹元;李揚森;林瑞宗;劉志偉;傅本釗;張宏杰;邵帥;楊風利;黃國;李茂華
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司;國網福建省電力有限公司經濟技術研究院;中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F113/04;G06F113/08
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種山地各位置風速剖面定量描述方法，其特征在于，包括：

基于預先構建的山地剛體邊界模型進行流場仿真分析，確定風速剖面數據提取點位主導風向及風速序列；

根據主動風向與山地選取點位的相對位置關系確定風速剖面類型；

根據風速剖面類型的形狀確定所述風速剖面類型對應的風速剖面目標函數；

根據各風速剖面類型將對應的風速序列和風速剖面目標函數進行擬合，得到所述風速剖面目標函數中的參數，進而確定各風速剖面類型計算式，對山地各位置風速剖面進行定量描述。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述山地剛體邊界模型的構建包括，包括：

提取山地的地表高程數據，在風場仿真分析軟件中，生成剛體地表邊界模型；

利用風場仿真分析軟件，對山地剛體邊界上層的風場進行網格劃分；

針對多種風況，對流場仿真分析的參數進行設置。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于預先構建的山地剛體邊界模型進行流場仿真分析，確定風速剖面數據提取點位主導風向及風速序列，包括：

基于山地任意位置處定義風速提取點，利用所述預先構建的山地剛體邊界模型，在定義的各種工況下，提取不同時間跨度內x方向和y方向的向上風速序列；

對所述風速提取點的不同時間跨度內x方向和y方向的向上風速序列進行矢量合成，得到所述風速提取點的主導風向，及所述主導風向上的向上風速序列。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根據風速剖面類型的形狀確定所述風速剖面類型對應的風速剖面目標函數，之前還包括：

分別針對各風速剖面類型對所述風速剖面數據進行歸類，形成所述風速剖面類型對應的風速序列。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述風速剖面目標函數，包括：

基于迎風側山坡的風速剖面形狀確定的第一風速剖面目標函數、基于山頂確定的第二風速剖面目標函數和基于背風側山坡確定的第三風速剖面目標函數；

其中風速剖面類型包括：迎風側山坡、山頂和背風側山坡。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一風速剖面目標函數的計算式如下：

式中，H_G為梯度風高度，z為提取點高度，V_G為梯度風高度處的風速，V_z為離地高度z處風速，a為待擬合系數。

7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二風速剖面目標函數的計算式如下：

式中，z_max為風速最大值出現高度，z為提取點高度，V_z為離地高度z處風速，V_max為沿高度分布的最大風速，a、b、c、d、e為待擬合系數。

8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三風速剖面目標函數的計算式如下：

式中，z_max為風速最大值出現高度，z為提取點高度，V_z為離地高度z處風速，V_max為沿高度分布的最大風速，a、b、c、d、e為待擬合系數。

9.一種山地各位置風速剖面定量描述系統，其特征在于，包括：

獲取模塊，用于基于預先構建的山地剛體邊界模型進行流場仿真分析，確定風速剖面數據提取點位主導風向及風速序列；

風速剖面分類模塊，用于根據主動風向與山地選取點位的相對位置關系確定風速剖面類型；

函數對應模塊，用于根據風速剖面類型的形狀確定所述風速剖面類型對應的風速剖面目標函數；

擬合模塊，用于根據各風速剖面類型將對應的風速序列和風速剖面目標函數進行擬合，得到所述風速剖面目標函數中的參數，進而確定各風速剖面類型計算式，對山地各位置風速剖面進行定量描述。