基于合成孔径雷达卫星的海面风场发电量计算方法及装置制造方法及图纸

本申请提出一种基于合成孔径雷达卫星的海面风场发电量计算方法及装置，涉及海上发电技术领域，通过获取海面上目标区域内的风电场的各风电机组的点位坐标，并结合点位坐标对合成孔径雷达卫星所采集的目标区域的卫星图像进行反演处理，获取各风电机组距离海面设定高度的初始风速风向分布数据；根据初始风速风向分布数据，结合测风塔所收集的第一风速风向分布数据外推得到目标区域各风电机组的轮毂高度处的第二风速风向分布数据；对第一风速风向分布数据和第二风速风向分布数据进行整理获取各风电机组的风速风向概率分布以进行目标区域内的风电机组的累计发电量计算。本申请可以实现逐天、逐周的统计测量，测量周期长，以支撑海面风场资源规划设计。撑海面风场资源规划设计。撑海面风场资源规划设计。

【技术实现步骤摘要】
基于合成孔径雷达卫星的海面风场发电量计算方法及装置


[0001]本申请涉及海上发电
，尤其涉及一种基于合成孔径雷达卫星的海面风场发电量计算方法及装置。

技术介绍

[0002]风能作为一种清洁的绿色能源，已成为新能源为主体新型电力系统不可或缺的一部分。相比于陆上风电，海上风电发展潜力巨大。海上风电的发展也使得海洋资源环境的测量愈发重要，尤其是海上风电正逐步进入深远海，可靠的测量数据较为稀少，影响了海风项目评估的准确性，间接提高了项目风险。相关技术中，现场开发通常采用漂浮式测风雷达进行移动测风，由于造价高昂、安装运维困难，且不便运维和数据传递，安全性保障较差，不适应未来大规模、深远海的发展趋势。

技术实现思路

[0003]本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0004]为此，本申请的一个目的在于提出一种基于合成孔径雷达卫星的海面风场发电量计算方法，通过获取海面上目标区域内的风电场的各个风电机组的点位坐标，并结合点位坐标，对合成孔径雷达卫星所采集的目标区域的卫星图像进行反演处理，获取各个风电机组距离海面设定高度的初始风速风向分布数据；根据初始风速风向分布数据，结合测风塔所收集的第一风速风向分布数据，外推得到目标区域内各个风电机组的轮毂高度处的第二风速风向分布数据；对第一风速风向分布数据和第二风速风向分布数据进行整理，获取每个风电机组的风速风向概率分布；基于风速风向概率分布进行目标区域内的风电机组在预设时长内的累计发电量计算。
[0005]本申请的第二个目的在于提出一种基于合成孔径雷达卫星的海面风场发电量计算装置。
[0006]本申请的第三个目的在于提出一种电子设备。
[0007]本申请的第四个目的在于提出一种非瞬时计算机可读存储介质。
[0008]本申请的第五个目的在于提出一种计算机程序产品。
[0009]为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种基于合成孔径雷达卫星的海面风场发电量计算方法，包括：获取海面上目标区域内的风电场的各个风电机组的点位坐标，并结合点位坐标，对合成孔径雷达卫星所采集的目标区域的卫星图像进行反演处理，获取各个风电机组距离海面设定高度的初始风速风向分布数据；根据初始风速风向分布数据，结合测风塔所收集的第一风速风向分布数据，外推得到目标区域内各个风电机组的轮毂高度处的第二风速风向分布数据；对第一风速风向分布数据和第二风速风向分布数据进行整理，获取每个风电机组的风速风向概率分布；基于风速风向概率分布进行目标区域内的风电机组在预设时长内的累计发电量计算。
[0010]根据本申请的一个实施例，对合成孔径雷达卫星所采集的目标区域的卫星图像进
行反演处理，获取各个风电机组距离海面设定高度的初始风速风向分布数据，包括：对卫星图像进行辐射定标，以获取卫星图像对应的后向散射系数中的粗糙度值，并获取卫星图像对应的全图像入射角，全图像入射角为雷达波束与垂直表面直线之间的夹角；基于三维定标方法对卫星图像进行几何校正，以获取卫星图像对应的地理位置；对卫星图像上每个地理位置的风条纹进行识别，以获取目标区域内每个地理位置的风向数据；将风向数据、全图像入射角和粗糙度值带入C波段的半经验地球物理模型，经过计算得到距海面设定高度的风速数据；对风向数据和风速数据进行结合，获得各个风电机组距海面设定高度的初始风速风向分布数据。
[0011]根据本申请的一个实施例，对卫星图像上每个地理位置的风条纹进行识别，以获取目标区域内每个地理位置的风向数据之后，还包括：获取各个风电机组对应的浮标数据；基于浮标数据对风向数据进行修正，以获取修正后的风向数据。
[0012]根据本申请的一个实施例，对第一风速风向分布数据和第二风速风向分布数据进行整理，获取每个风电机组的风速风向概率分布，包括：参照第一风速风向分布数据整理第二风速风向分布数据并进行扇区划分，以获取每个风电机组的风速风向表，其中，风速风向表中包括在每个扇区内该风电机组所对应的测风塔所测得的第一风速风向数据和基于卫星图像所获得的第二风速风向分布数据；获取预设的多个风速分仓，遍历风速风向表内的每个数据，获取该风电机组对应的风速风向概率分布。
[0013]根据本申请的一个实施例，基于合成孔径雷达卫星的海面风场发电量计算方法，还包括：判断是否存在卫星图像上不存在投影的风电机组，将该风电机组作为待修正风电机组；基于尾流模型或者线性插值方法获取每个待修正风电机组的风速数据，并将该风速数据并入第二风速风向分布数据。
[0014]根据本申请的一个实施例，响应于预设时长为一年，则基于风速风向概率分布进行目标区域内的风电机组在预设时长内的累计发电量计算的计算公式为：
[0015][0016]其中，
[0017]AEP表示风电场的年发电量；
[0018]N
g
表示风电场全年利用小时数；
[0019]N代表风电场内全年的风速风向概率分布划分的速度分仓个数；
[0020]V
i
、P
i
代表速度分仓i的标准化平均风速和功率；
[0021]F(V
i
)为风速风向概率分布中的某速度对应的概率。
[0022]根据本申请的一个实施例，基于合成孔径雷达卫星的海面风场发电量计算方法，还包括：根据初始风速风向分布数据，结合测风塔所收集的第一风速风向分布数据，外推得到目标区域内各个风电机组所在点位坐标的不同高度处的目标风速风向分布数据；基于目标风速风向分布数据绘制风廓线图。
[0023]为达上述目的，本申请第二方面实施例提出了一种基于合成孔径雷达卫星的海面风场发电量计算装置，包括：获取模块，用于获取海面上目标区域内的风电场的各个风电机组的点位坐标，并结合点位坐标，对合成孔径雷达卫星所采集的目标区域的卫星图像进行反演处理，获取各个风电机组距离海面设定高度的初始风速风向分布数据；推算模块，用于
根据初始风速风向分布数据，结合测风塔所收集的第一风速风向分布数据，外推得到目标区域内各个风电机组的轮毂高度处的第二风速风向分布数据；整理模块，用于对第一风速风向分布数据和第二风速风向分布数据进行整理，获取每个风电机组的风速风向概率分布；计算模块，用于基于风速风向概率分布进行目标区域内的风电机组在预设时长内的累计发电量计算。
[0024]根据本申请的一个实施例，获取模块，还用于：对卫星图像进行辐射定标，以获取卫星图像对应的后向散射系数中的粗糙度值，并获取卫星图像对应的全图像入射角，全图像入射角为雷达波束与垂直表面直线之间的夹角；基于三维定标方法对卫星图像进行几何校正，以获取卫星图像对应的地理位置；对卫星图像上每个地理位置的风条纹进行识别，以获取目标区域内每个地理位置的风向数据；将风向数据、全图像入射角和粗糙度值带入C波段的半经验地球物理模型，经过计算得到距海面设定高度的风速数据；对风向数据和风速数据进行结合，获得各个风电机组距海面设定高度的初始风速风向分布数据。
[0025]根据本申请的一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于合成孔径雷达卫星的海面风场发电量计算方法，其特征在于，包括：获取海面上目标区域内的风电场的各个风电机组的点位坐标，并结合所述点位坐标，对合成孔径雷达卫星所采集的目标区域的卫星图像进行反演处理，获取各个风电机组距离海面设定高度的初始风速风向分布数据；根据所述初始风速风向分布数据，结合测风塔所收集的第一风速风向分布数据，外推得到目标区域内各个风电机组的轮毂高度处的第二风速风向分布数据；对所述第一风速风向分布数据和所述第二风速风向分布数据进行整理，获取每个所述风电机组的风速风向概率分布；基于所述风速风向概率分布进行所述目标区域内的风电机组在预设时长内的累计发电量计算。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对合成孔径雷达卫星所采集的目标区域的卫星图像进行反演处理，获取各个风电机组距离海面设定高度的初始风速风向分布数据，包括：对所述卫星图像进行辐射定标，以获取所述卫星图像对应的后向散射系数中的粗糙度值，并获取所述卫星图像对应的全图像入射角，所述全图像入射角为雷达波束与垂直表面直线之间的夹角；基于三维定标方法对所述卫星图像进行几何校正，以获取卫星图像对应的地理位置；对所述卫星图像上每个所述地理位置的风条纹进行识别，以获取目标区域内每个所述地理位置的风向数据；将所述风向数据、所述全图像入射角和所述粗糙度值带入C波段的半经验地球物理模型，经过计算得到距海面设定高度的风速数据；对所述风向数据和所述风速数据进行结合，获得各个风电机组距海面设定高度的所述初始风速风向分布数据。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述卫星图像上每个所述地理位置的风条纹进行识别，以获取目标区域内每个所述地理位置的风向数据之后，还包括：获取各个所述风电机组对应的浮标数据；基于所述浮标数据对所述风向数据进行修正，以获取修正后的风向数据。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述第一风速风向分布数据和所述第二风速风向分布数据进行整理，获取每个所述风电机组的风速风向概率分布，包括：参照第一风速风向分布数据整理所述第二风速风向分布数据并进行扇区划分，以获取每个所述风电机组的风速风向表，其中，所述风速风向表中包括在每个扇区内该风电机组所对应的测风塔所测得的第一风速风向数据和基于卫星图像所获得的第二风速风向分布数据；获取预设的多个风速分仓，遍历风速风向表内的每个数据，获取该风电机组对应的风速风向概率分布。5.根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶昭良，郭小江，刘鑫，闫姝，李新凯，李涛，严家涛，陈新明，廖猜猜，曾崇济，尹铁男，李飒，杨旭明，王俊伟，冯雪娇，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司华能广东汕头海上风电有限责任公司华能海上风电科学技术研究有限公司，
类型：发明
国别省市：