考虑流向湍流度的风电场尾流损失预测方法、装置及介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及风电场规划设计技术领域，具体提供一种考虑流向湍流度的风电场尾流损失预测方法、装置及介质，旨在解决如何快速、简单、准确的对风电场的尾流损失进行预测的问题。为此目的，本发明专利技术根据风电机组前的流向湍流度，对风电机组的尾流扩展系数进行修正，更为准确的评估风电机组尾流效应。根据离散的实际风况获取风电机组的总输出功率以及不考虑尾流效应时的总输出功率，获取风电场的总尾流损失。通过上述配置方式，本发明专利技术能够充分考虑风电场中的流向湍流度对风电机组的尾流扩展系数的影响，从而更准确的计算风电机组的入流风速，进而使得根据入流风速计算的风电机组的总输出功率更为准确。出功率更为准确。出功率更为准确。

【技术实现步骤摘要】
考虑流向湍流度的风电场尾流损失预测方法、装置及介质


[0001]本专利技术涉及风电场规划设计
，具体提供一种考虑流向湍流度的风电场尾流损失预测方法、装置及介质。

技术介绍

[0002]准确预测风电场尾流损失，对于风电场微观选址以及风电场发电量的评估具有非常重要的意义。随着风电场基地化的推进，风电场的规模也越来越大，同时也导致了风电场的尾流效应愈发严重。根据研究统计表明，丹麦的Horns Rev风电场由于尾流效应影响导致发电量损失最高达到25％。目前，一些数值模拟方法如大涡数值模拟(Large Eddy Simulation，LES)、雷诺平均方法(Reynolds Average Navier
‑
Stokes,RANS)可以对尾流损失进行一个较为精确的计算，但这些方法需要使用专业的软件或代码，设置复杂，计算时间长，成本高，不能实现快速准确的进行尾流的预测。
[0003]基于此，本领域需要一种更便捷的风电场的尾流损失预测方案来解决上述问题。

技术实现思路

[0004]为了克服上述缺陷，提出了本专利技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑流向湍流度的风电场尾流损失预测方法，其特征在于，所述预测方法包括：针对所述风电场中每台风电机组，根据在每个风况下当前风电机组前的流向湍流度，对所述当前风电机组的尾流扩展系数进行修正，获得每个风况下各自对应的修正后的尾流扩展系数；采用预设的尾流模型并根据修正后的尾流扩展系数，获取在每个风况下所述当前风电机组的轮毂前的入流风速；根据所述入流风速分别获取在每个风况下所述当前风电机组的输出功率；根据每个风况各自对应的输出功率和每个风况发生的概率，获取所述当前风电机组在所有风况下的总输出功率；根据所述当前风电机组在所有风况下的总输出功率以及所述当前风电机组不考虑尾流效应时的总输出功率，获取所述当前风电机组的总输出功率的相对损失，根据所述相对损失对所述风电场的尾流损失进行预测；其中，所述不考虑尾流效应时的总输出功率是指所述当前风电机组的轮毂前的入流风速为自由流入流风速时，所述当前风电机组在所有风况下的总输出功率。2.根据权利要求1所述的考虑流向湍流度的风电场尾流损失预测方法，其特征在于，“根据在每个风况下当前风电机组前的流向湍流度，对所述当前风电机组的尾流扩展系数进行修正，获得每个风况各自对应的修正后的尾流扩展系数”的步骤包括根据以下公式对尾流扩展系数进行修正，获得修正后的尾流扩展系数：k
wi
＝2
×
(0.3837
×
I
i
+0.003678)其中，k
wi
为修正后的尾流扩展系数，I
i
为当前风电机组i前的流向湍流度。3.根据权利要求2所述的考虑流向湍流度的风电场尾流损失预测方法，其特征在于，所述尾流模型根据以下公式获得：其中，ΔU为位于风电场中指定位置上游的单台上游风电机组在指定位置处的平均速度损失，U
∞
为所述风电场的自由流入流风速，C
T
为所述单台上游风电机组的推力系数，k为尾流扩展系数，d1为所述指定位置与所述单台上游风电机组之间的流向距离，r0为所述单台上游风电机组的风轮半径，r为所述指定位置与所述单台上游风电机组的风轮中心的径向距离；“采用预设的尾流模型并根据修正后的尾流扩展系数，获取在每个风况下所述当前风电机组的轮毂前的入流风速；根据所述入流风速分别获取在每个风况下所述当前风电机组的输出功率”的步骤包括：采用所述尾流模型并根据修正后的尾流扩展系数，获取当所述指定位置为所述当前风电机组所在位置时所述当前风电机组的上游风电机组在所述当前风电机组所在位置处的平均速度损失；根据所述平均速度损失并按照下式所述的方法，获取所述当前风电机组所在位置的叠
加速度损失：其中，ΔU
i
为当前风电机组i所在位置的叠加速度损失；ΔU
ij
为第j台上游风电机组在当前风电机组i处的平均速度损失；q
ij
为一个二进制变量，当且仅当当前风电机组i处于第j台上游风电机组产生的尾流区内时q
ij
＝1，其他情况q
ij
＝0；N
p
为所述风电场中当前风电机组的上游风电机组的总数；根据所述当前风电机组所在位置的叠加速度损失并按照下式所述的方法，获取在每个风况下所述当前风电机组的轮毂前的入流风速：U
ip
＝U
0p
‑
ΔU
ip
其中，U
0p
为在第p个风况下当前风电机组的轮毂前的自由流入流风速；U
ip
为在第p个风况下当前风电机组i的轮毂前的入流风速；ΔU
ip
为在第p个风况下当前风电机组i所在位置的叠加速度损失；根据在每个风况下当前风电机组的轮毂前的入流风速和预设的所述当前风电机组的功率曲线，分别获取在每个风况下所述当前风电机组的输出功率；其中，所述功率曲线包括在每个风况下所述轮毂前的入流风速与所述输出功率之间的对应关系。4.根据权利要求3所述的考虑流向湍流度的风电场尾流损失预测方法，其特征在于，“根据每个风况各自对应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛铭纬，曹立超，黄智，刘永前，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：