风电场的风速预测方法及终端设备技术

本发明专利技术涉及风电场规划技术领域，提供一种风电场的风速预测方法及终端设备，该方法包括：基于风电场的中尺度气象模型，确定风场模拟风速；确定对应第一风电场观测点的第一观测点校正系数，第一观测点校正系数用于校正风场模拟风速；获取风电场的风电场地图数据，并根据预设的地形复杂度算法和风电场地图数据，确定第一风电场区域点与第一风电场观测点之间的区间路段所对应的地形复杂度；确定与地形复杂度相匹配的第一地形校正系数；基于第一观测点校正系数和第一地形校正系数校准风场模拟风速，确定对应第一风电场区域点的预测风速。由此，综合考虑地形复杂度相对于观测点位置的风速影响，实现对风电场全场中全域位置的风速精准预测。精准预测。精准预测。

【技术实现步骤摘要】
风电场的风速预测方法及终端设备


[0001]本专利技术涉及风电风资源预测
，尤其涉及一种风电场的风速预测方法及终端设备。

技术介绍

[0002]风电是未来最具发展潜力的可再生能源技术之一，随着大规模风电场的不断建设，针对风电场的风能资源的评估工作就显得愈发重要，能够为区域风电的开发并网提供可靠依据。
[0003]目前，针对风电场的风能资源的评估，通常是基于测风塔单点的历史风能资源数据来完成的，单点测风塔测风数据有其代表区域范围的限制，尤其是当距离较远且地形复杂的时候；同时数据由于缺失、无效等情况的存在，导致数据质量与完整率不高，基于这样的数据进行风资源评估与发电量计算，将带来较大的不确定性。
[0004]此外，目前一些领先的气象组织已经提出了将中尺度数值模拟技术应用在风电领域的风流评估工作中，但该技术是对地球大气边界层内发生的实际大气物理过程的近似描述，即采用物理参数化模型对自然现象进行方程求解，其求解的空间分辨率较粗，如一般为10公里、5公里等。由于缺乏保真度且具有不完美的初始状态，直接从中尺度气象模型获得的近地表气象变量的结果受到系统偏差和随机模型误差的影响，这些误差往往会随着时间的推移而累积增长。此外，如果将分辨率变细，将物理方案模型与参数更为细化，在现实中则无法承担其庞大的计算成本与时间成本。
[0005]针对上述问题，目前业界暂未提出较佳的解决方案。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种风电场的风速预测方法、终端设备及存储介质，用以至少解决现有技术中依据历史风能资源数据或中尺度数值模拟模型的预测数据无法满足区域风能精细化评估的缺陷。
[0007]本专利技术提供一种风电场的风速预测方法，包括：基于风电场的中尺度气象模型，确定风场模拟风速；确定对应第一风电场观测点的第一观测点校正系数，所述第一观测点校正系数用于校正所述风场模拟风速；获取所述风电场的风电场地图数据，并根据预设的地形复杂度算法和所述风电场地图数据，确定第一风电场区域点与所述第一风电场观测点之间的区间路段所对应的地形复杂度；确定与所述地形复杂度相匹配的第一地形校正系数；基于所述第一观测点校正系数和所述第一地形校正系数校准所述风场模拟风速，确定对应所述第一风电场区域点的预测风速。
[0008]根据本专利技术提供一种风电场的风速预测方法，其中，所述根据预设的地形复杂度算法和所述风电场地图数据，确定第一风电场区域点与所述第一风电场观测点之间的区间路段所对应的地形复杂度，包括：根据所述风电场地图数据，确定针对所述区间路段的目标投影扇形区域；所述风电场地图数据所对应的地表网格被划分为至少一个投影扇形区域，
每一所述投影扇形区域分别具有相应的预设扇形角度；在所述投影扇形区域中，拟合通过所述第一风电场区域点和所述第一风电场观测点的参考几何要素；获取所述区间路段相对于所述参考几何要素的最小相对距离和最大相对距离，并确定所述最大相对距离相对于所述最小相对距离的地形高程变化量；根据所述地形高程变化量，确定地形复杂度。
[0009]根据本专利技术提供一种风电场的风速预测方法，所述根据所述地形高程变化量，确定地形复杂度，包括：在所述投影扇形区域中，获取所述区间路段所对应的路段坡度；根据所述路段坡度和所述地形高程变化量，确定地形复杂度。
[0010]根据本专利技术提供一种风电场的风速预测方法，所述确定与所述地形复杂度相匹配的第一地形校正系数，包括：获取所述区间路段的路段距离，并根据预设的坡度阈值和地形高程变化阈值对所述路段坡度和所述地形高程变化量进行检测；如果所述路段坡度小于所述坡度阈值，且所述地形高程变化量小于所述地形高程变化阈值，则确定所述地形复杂度匹配于第一地形复杂等级，根据所述路段距离和所述第一地形复杂等级所对应的第一预设地形校正系数计算公式，计算第一地形校正系数；如果所述路段坡度大于或等于所述坡度阈值，或者所述地形高程变化量大于或等于所述地形高程变化阈值，则确定所述地形复杂度匹配于第二地形复杂等级，根据所述路段距离和所述第二地形复杂等级所对应的第二预设地形校正系数计算公式，计算第一地形校正系数。
[0011]根据本专利技术提供一种风电场的风速预测方法，所述投影扇形区域包含第一投影扇形区域和第二投影扇形区域，其中所述第一投影扇形区域具有相应的第一预设扇形角度，所述第二投影扇形区域具有相应的第二预设扇形角度；其中，所述根据所述路段坡度和所述地形高程变化量，确定地形复杂度，包括：确定所述区间路段对应所述第一投影扇形区域的第一路段坡度和第一地形高程变化量，以及确定所述区间路段对应所述第二投影扇形区域的第二路段坡度和第二地形高程变化量；根据所述第一路段坡度、第一地形高程变化量、第二路段坡度和第二地形高程变化量，确定地形复杂度。
[0012]根据本专利技术提供一种风电场的风速预测方法，所述风电场地图数据所对应的地表网格中的各个投影扇形区域所对应的扇形角度均为30
°
，所述第一投影扇形区域为针对所述区间路段的30度扇区，以及所述第二投影扇形区域为针对所述区间路段的360度扇区，相应地，所述第一路段坡度、所述第一地形高程变化量、所述第二路段坡度、所述第二地形高程变化量通过以下公式来确定：公式（1）其中i表示30度扇区的编号，表示i扇区的风能占比，表示i扇区的拟合平面地形坡度，表示360度扇区的拟合平面地形坡度，表示i扇区的拟合平面地形变化标准偏差，表示360度扇区的拟合平面地形变化标准偏差，表示以观测点为圆心的对应不同预设距离范围的圆半径，和分别表示预标定的调整系数。
[0013]根据本专利技术提供一种风电场的风速预测方法，所述第一预设地形校正系数计算公
式为：P1
cp
= 1/ d1公式（2）以及，所述第二预设地形校正系数计算公式：P1
cp
= 1/d
12
公式（3）其中，P1
cp
表示第一风电场区域点的第一地形校正系数，d1表示第一风场观测点与第一风电场区域点之间的路段距离。
[0014]根据本专利技术提供一种风电场的风速预测方法，所述基于所述第一观测点校正系数和所述第一地形校正系数校准所述风场模拟风速，确定对应所述第一风电场区域点的预测风速，包括：确定对应第二风电场观测点的针对所述风场模拟风速的第二观测点校正系数；确定针对所述第二风电场观测点的第二地形校正系数；基于所述第一观测点校正系数、所述第一地形校正系数、所述第二观测点校正系数和所述第二地形校正系数校准所述风场模拟风速，确定对应所述第一风电场区域点的预测风速。
[0015]根据本专利技术提供一种风电场的风速预测方法，所述确定对应第一风电场观测点的第一观测点校正系数，包括：获取对应所述第一风电场观测点的模拟风速时间序列和实测风速时间序列；所述模拟风速时间序列与实测风速时间序列分别具有相匹配的历史时刻，其中所述模拟风速时间序列包含多个历史时刻的基于所述中尺度气象模型所确定的模拟风速，以及所述实测风速时间序列包含多个历史时刻的实际观测风速，所述实际观测风速为对应所述第一风电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电场的风速预测方法，其特征在于，所述方法包括：基于风电场的中尺度气象模型，确定风场模拟风速；确定对应第一风电场观测点的第一观测点校正系数，所述第一观测点校正系数用于校正所述风场模拟风速；获取所述风电场的风电场地图数据，并根据预设的地形复杂度算法和所述风电场地图数据，确定第一风电场区域点与所述第一风电场观测点之间的区间路段所对应的地形复杂度；确定与所述地形复杂度相匹配的第一地形校正系数；基于所述第一观测点校正系数和所述第一地形校正系数校准所述风场模拟风速，确定对应所述第一风电场区域点的预测风速。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据预设的地形复杂度算法和所述风电场地图数据，确定第一风电场区域点与所述第一风电场观测点之间的区间路段所对应的地形复杂度，包括：根据所述风电场地图数据，确定针对所述区间路段的目标投影扇形区域；所述风电场地图数据所对应的地表网格被划分为至少一个投影扇形区域，每一所述投影扇形区域分别具有相应的预设扇形角度；在所述目标投影扇形区域中，拟合通过所述第一风电场区域点和所述第一风电场观测点的参考几何要素；获取所述区间路段相对于所述参考几何要素的最小相对距离和最大相对距离，并确定所述最大相对距离相对于所述最小相对距离的地形高程变化量；根据所述地形高程变化量，确定地形复杂度。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述根据地形高程变化量，确定地形复杂度，包括：在所述目标投影扇形区域中，获取所述区间路段所对应的路段坡度；根据所述路段坡度和所述地形高程变化量，确定地形复杂度。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述确定与所述地形复杂度相匹配的第一地形校正系数，包括：获取所述区间路段的路段距离，并根据预设的坡度阈值和地形高程变化阈值对所述路段坡度和所述地形高程变化量进行检测；如果所述路段坡度小于所述坡度阈值，且所述地形高程变化量小于所述地形高程变化阈值，则确定所述地形复杂度匹配于第一地形复杂等级，根据所述路段距离和所述第一地形复杂等级所对应的第一预设地形校正系数计算公式，计算第一地形校正系数；如果所述路段坡度大于或等于所述坡度阈值，或者所述地形高程变化量大于或等于所述地形高程变化阈值，则确定所述地形复杂度匹配于第二地形复杂等级，根据所述路段距离和所述第二地形复杂等级所对应的第二预设地形校正系数计算公式，计算第一地形校正系数。5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述投影扇形区域包含第一投影扇形区域和第二投影扇形区域，其中所述第一投影扇形区域具有相应的第一预设扇形角度，所述第二投影扇形区域具有相应的第二预设扇形角度；
其中，所述根据所述路段坡度和所述地形高程变化量，确定地形复杂度，包括：确定所述区间路段对应所述第一投影扇形区域的第一路段坡度和第一地形高程变化量，以及确定所述区间路段对应所述第二投影扇形区...

【专利技术属性】
技术研发人员：石杭，燕志婷，陈晨，张光宇，刘浩，卢兆春，闫中杰，买小平，刘栋，赵韵，谷山顺，
申请(专利权)人：中船风电清洁能源科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：