[發明專利]一種風電場尾流評估方法、裝置、設備及存儲介質

在審

• 申請號: 202211465606.3
• 申請日: 2022-11-22
• 公開（公告）號: CN115758935A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 陳以勒;陳銳儼;潘航平;姜婷婷;王杲展;劉宇新
• 申請（專利權）人: 浙江運達風電股份有限公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F113/06;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張珊珊

本發明公開了一種風電場尾流評估方法、裝置、設備及存儲介質，方法包括：構建物理模型并生成粗網格和細網格；對粗網格進行CFD求解得到第一計算結果和第一流場，將第一流場作為細網格的初始流場；根據第一計算結果確定致動盤參數；根據邊界條件、初始流場和致動盤參數，對細網格進行基于致動盤的CFD求解得到第二計算結果；根據第二計算結果中的第二機位點風向不斷修正致動盤朝向，直至致動盤朝向與第二機位點風向的差值小于預設閾值時，停止修正并獲得各個機位點和預設下游范圍內的尾流參數。本發明根據機位點風向修正致動盤朝向，能夠更真實的考慮到復雜地形和上游風機尾流對下游風機的影響，提高了風電場尾流評估的準確性和有效性。

技術領域

本發明涉及風資源評估技術領域，特別涉及一種風電場尾流評估方法、裝置、設備及存儲介質。

背景技術

風電場尾流評估是風資源評估的關鍵組成部分，對風機的選型排布乃至整個風電場的投資效益都會產生尤為重要的影響。目前，常用的尾流評估手段主要可以分為兩類：線性的工程尾流模型和非線性的計算流體力學模型(Computational Fluid Dynamics，CFD)。工程尾流模型因其計算簡單而具有較高的求解速度，但計算結果很大程度上依賴于經驗參數，導致計算精度和對地形的適應性較差，尤其是復雜山地地形。近年來，基于致動盤的CFD方法因其計算精度高、物理現象的還原程度好、同時兼顧計算資源，在風電場尾流評估中得到了廣泛地應用。

為實現基于致動盤的CFD計算，需要根據風機參數配置致動盤源項并確定源項添加區域。在傳統的基于致動盤的CFD計算中是直接根據扇區方向指定致動盤朝向，在平坦地形下，各機位點處風向與扇區方向基本一致，因此該方式對于平坦地形具有適用性。然而，在復雜地形下，機位點處的風向受地形影響通常會發生偏轉，同時由于偏航策略的存在會使得風機始終保持對風。此時，若根據扇區方向指定致動盤朝向會導致計算得到的作用力的大小和方向存在誤差，無法充分考慮尾流的影響，從而降低風電場尾流評估的準確性和有效性。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種風電場尾流評估方法、裝置、設備及存儲介質，解決了現有技術中在地形復雜的情況下，風電場尾流評估不準確性的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種風電場尾流評估方法，包括：

獲取實測地形圖、衛星地圖、投影系及機位點信息，并構建目標地形的物理模型，以及生成粗網格和細網格；

獲取邊界條件，并對所述粗網格進行CFD求解得到第一計算結果和第一流場，將所述第一流場作為所述細網格的初始流場；

根據所述第一計算結果確定致動盤參數，對所述細網格進行拓撲映射和源項配置；

根據所述邊界條件、所述初始流場和所述致動盤參數，對所述細網格進行基于致動盤的CFD求解得到第二計算結果和第二流場；

根據所述機位點信息從所述第二計算結果中提取第二機位點風向；

根據所述第二機位點風向不斷修正所述致動盤朝向，當所述致動盤朝向與所述第二機位點風向的差值小于預設閾值時，停止修正并獲得各個機位點的尾流參數和預設下游范圍內的尾流參數。

可選的，所述獲取邊界條件，包括：

根據粗糙度、熱穩定度和參考風速計算得到所述邊界條件；

所述粗糙度為根據所述粗糙度地圖數據獲得；

所述邊界條件中的入口邊界條件是根據Monin-Obukhov相似性理論求解風廓線方程獲得。

可選的，所述根據所述第一計算結果確定致動盤參數，對所述細網格進行拓撲映射和源項配置，包括：

根據所述機位點信息從所述第一計算結果中提取第一機位點風向，并根據所述第一機位點風向確定所述致動盤朝向；