本发明专利技术提供一种风力发电机风速计算方法、一种风力发电机风速计算系统、一种计算机可读储存介质以及一种电子设备，属于风力发电领域。所述风力发电机风速计算方法包括如下步骤：根据上游风机与下游风机之间的距离，计算上游风机相对于下游风机的尾流衰减因子；根据动量守恒定律，构建尾流衰减因子模型，将所述尾流衰减因子代入尾流衰减因子模型，计算上游风机对下游风机产生的平均风速衰减因子；根据所述平均风速衰减因子计算下游风机的总风速衰减值；根据下游风机的总风速衰减值计算下游风机的实际风速；本发明专利技术通过构建尾流衰减因子模型，来计算平均风速衰减因子。准确计算尾流衰减以提高风电场发电量评估精度。衰减以提高风电场发电量评估精度。衰减以提高风电场发电量评估精度。
【技术实现步骤摘要】
风力发电机风速计算方法、系统、电子设备及储存介质
[0001]本专利技术涉及风力发电机
，具体地涉及一种风力发电机风速计算方法、一种风力发电机风速计算系统、一种计算机可读储存介质以及一种电子设备。
技术介绍
[0002]大型海上和陆上风电场，在前期风资源评估过程中，存在高估发电量的情况，其主要原因是不能准确评估上游风机产生的尾流而不能准确评估下游风机的实际风速，导致的发电量损失。
[0003]风流经过上游风机后，风速减小，而湍流和风剪切增大，风能质量有所下降，研究报告指出上游风机产生的尾流会导致下游风机电量损失达到10
‑
20％。研究风电场中尾流分布对于风电场开发具有重要的指导作用，合理的机位排布，准确的发电量估算能够大大降低风电场投资建设风险。
[0004]现有风力发电厂中的尾流计算方法计算的尾流衰减不够准确，不能准确评估下游风机的实际风速，从而不能准确评估下游风机的发电量。本专利技术提出一种风力发电机风速计算方法、一种风力发电机风速计算系统、一种计算机可读储存介质以及一种电子设备，可提高风电场发电量评估精度。
技术实现思路
[0005]本专利技术实施方式的目的是提供一种风力发电机风速计算方法、一种风力发电机风速计算系统、一种计算机可读储存介质以及一种电子设备，以提高风电场发电量评估精度。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术实施例第一方面提供一种风力发电机风速计算方法，所述方法包括如下步骤：
[0007]获取上游风机与下游风机的之间的距离，计算上游风机相对于下游风机的尾流衰减因子；
[0008]根据动量守恒定律，构建尾流衰减因子模型，将所述尾流衰减因子代入尾流衰减因子模型，计算上游风机对下游风机产生的平均风速衰减因子；
[0009]根据所述平均风速衰减因子计算下游风机的总风速衰减值；
[0010]根据下游风机的总风速衰减值计算下游风机的实际风速。
[0011]优选的，所述获取上游风机j与下游风机i之间的距离通过以下方式获取：
[0012]分别获取上游风机j坐标(x
j
,y
j
)以及下游风机i坐标(x
i
,y
i
)；
[0013]联合公式1、公式2以及公式3求出上游风机j与下游风机i之间的轴向距离x
ij
与径向距离y
ij
；其中，
[0014][0015][0016][0017]其中，θ
ij
代表上游风机j对下游风机i产生的尾流风向，θ
W
表示给定风向。
[0018]优选的，所述尾流衰减因子模型具体为：
[0019][0020]其中，x为上游风机j与下游风机i之间的轴向距离，r为上游风机j与下游风机i之间的径向距离，为上游风机j对下游风机i产生的平均风速衰减因子，A
overlap
为上游风机尾流与下游风机的重叠面积，A
r
表示下游风机叶片扫风面积，δ
ij
(x,r)表示上游风机j相对于下游风机i的尾流衰减因子。
[0021]优选的，，计算上游风机对下游风机产生的平均风速衰减因子具体为：
[0022]根据高斯尾流模型，计算上游风机对下游风机的尾流衰减因子，将尾流衰减因子代入尾流衰减因子模型中，计算平均风速衰减因子，所述高斯尾流模型具体为：
[0023][0024][0025][0026]其中，C
t
为风机的推力系数，σ为尾流宽度，D0为上游风机的叶片直径，Z
h
为风机的轮毂高度；ε为原始尾流宽度，k为尾流的线性增长速率，k≈0.35I
a
，I
a
为环境湍流强度。
[0027]优选的，所述方法还包括：
[0028]在上游风机j的全局坐标系(x,r)的基础上，基于下游风机i建立局部坐标系(r
′
,θ
′
)，通过极坐标转换尾流衰减因子模型；其中，极坐标系的转换公式具体为：
[0029]x＝x
ij
ꢀꢀ
公式8；
[0030][0031]尾流衰减因子模型具体为：
[0032][0033]优选的，所述根据平均风速衰减因子计算下游风机的总风速衰减值具体为：
[0034]根据所述平均风速衰减因子计算上游风机j对下游风机i风速衰减，其计算公式为：
[0035][0036]叠加计算多台上游风机对一台下游风机的风速衰减，得到下游风机的总风速衰减值，其计算公式为：
[0037][0038]其中，X为下游风机i的坐标，X＝(x,y)，j＝(1,2,3,
···
,n)，u
in,j
为上游风机的入流风速。
[0039]优选的，所述根据下游风机的总风速衰减值计算下游风机的实际风速具体为：
[0040]通过风电场自由流风速减下游风机的总风速衰减值，得到下游风机的实际风速，其计算公式为：
[0041][0042]其中，u
i
(X)为下游风机i的实际风速，u
∞
为风场自由流风速。
[0043]第二方面，本专利技术实施例提供一种风力发电机风速计算系统，包括：
[0044]风机选取模块，用于选取下游风机以及能够对所述下游风机造成尾流影响的上游风机，还用于计算上游风机与下游风机之间的距离；
[0045]尾流衰减因子计算模块，用于根据上游风机与下游风机之间的距离，计算上游风机相对于下游风机的尾流衰减因子；
[0046]平均风速衰减因子计算模块，用于根据动量守恒定律，构建尾流衰减因子模型，将所述尾流衰减因子代入尾流衰减因子模型，计算上游风机对下游风机产生的平均风速衰减因子；
[0047]总风速衰减值计算模块，用于根据所述平均风速衰减因子计算下游风机的总风速衰减值；
[0048]实际风速计算模块，用于根据下游风机的总风速衰减值，计算下游风机的实际风速。
[0049]第三方面，本专利技术实施例提供一种计算机可读储存介质，存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上所述的风力发电机风速计算方法。
[0050]第四方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的风力发电机风速计算方法。
[0051]本专利技术通过构建尾流衰减因子模型来计算平均风速衰减因子，准确计算尾流衰减以提高风电场发电量评估精度。采用高斯尾流模型中的速度衰减因子作为尾流衰减因子，能够更准确的模拟上游风机对下游风机的尾流影响，更为准确的评估下游风机的发电量。
[0052]本专利技术实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0053]附图是用来提供对本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种风力发电机风速计算方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：根据上游风机与下游风机之间的距离，计算上游风机相对于下游风机的尾流衰减因子；根据动量守恒定律，构建尾流衰减因子模型，将所述尾流衰减因子代入尾流衰减因子模型，计算上游风机对下游风机产生的平均风速衰减因子；根据所述平均风速衰减因子计算下游风机的总风速衰减值；根据下游风机的总风速衰减值计算下游风机的实际风速。2.根据权利要求1所述的风力发电机风速计算方法，其特征在于，所述上游风机j与下游风机i之间的距离通过以下方式获取：分别获取上游风机j坐标(x
j
,y
j
)以及下游风机i坐标(x
i
,y
i
)；联合公式1、公式2以及公式3求出上游风机j与下游风机i之间的轴向距离x
ij
与径向距离y
ij
；其中，；其中，；其中，其中，θ
ij
代表上游风机j对下游风机i产生的尾流风向，θ
W
表示给定风向。3.根据权利要求2所述的风力发电机风速计算方法，其特征在于，所述尾流衰减因子模型具体为：其中，x为上游风机j与下游风机i之间的轴向距离，r为上游风机j与下游风机i之间的径向距离，为上游风机j对下游风机i产生的平均风速衰减因子，A
overlap
为上游风机尾流与下游风机的重叠面积，A
r
表示下游风机叶片扫风面积，δ
ij
(x,r)表示上游风机j相对于下游风机i的尾流衰减因子。4.根据权利要求3所述的风力发电机风速计算方法，其特征在于，计算上游风机对下游风机产生的平均风速衰减因子具体为：根据高斯尾流模型，计算上游风机对下游风机的尾流衰减因子，将所述尾流衰减因子代入尾流衰减因子模型中，计算所述平均风速衰减因子，所述高斯尾流模型具体为：代入尾流衰减因子模型中，计算所述平均风速衰减因子，所述高斯尾流模型具体为：
其中，C
t
为风机的推力系数，σ为尾流宽度，D0为上游风机的叶片直径，Z
h
为风机的轮毂高度；ε为原始尾流宽度，k为尾流的线性增长速率，k≈0.35I
a
，I
a
为环境湍流强度。5.根据权利要求4所述的风力发电机风速计算方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁飞，夏德喜，汪正军，
申请(专利权)人：国电联合动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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