风电场群布局方法技术

本发明专利技术涉及一种风电场群布局方法，该方法包括以下步骤：⑴从风电场入口到出口将同一型号的风机排列成矩形，共有mn台风机；⑵确定mn台风机的行距和列距分别为aD、bD；⑶确定建模条件；⑷建模：①在所述风电场中根据动量守恒建立风电场的动量吸收模型；②在所述风电场的下游根据动量守恒建立动量补偿模型；⑸模型求解：联立所述风电场中的动量吸收模型和所述风电场下游的动量补偿模型，求解得到上游风电场的尾流长度L，该L为风电场群布局中上下游风电场之间的场间距，即风电场的尾流损失距离。本发明专利技术可有效提高土地利用效率和下游风电场发电效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风电
，尤其涉及。
技术介绍
国家大力开发风能资源，随着大型风电场群的开发建设，需要合理的风电场群布局设计方案来指导实际建设。在风电场群的建设中，风电场间距太小，上游风电场对下游的风电场出力将会有较大的影响，在上游风电场的遮挡作用下，会大大降低下游风电场的发电能力；风电场间距太大，就会降低土地利用率和增加基建及管理成本。目前国际上仅有单机间的布局理论和方法，但是随着大型风电场群的规划建设， 上下游风电场之间尾流的相互影响成为风电场群设计中非常重要的一个问题，而对于风电场群的布局问题，还没有确定群与群之间的距离理论和方法。为了更加有效地提高土地利用效率和最大化开发风能资源，需要有一套理论方法来确定上下游风电场之间的距离，从而解决风电场群布局的核心问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种提高土地利用效率和下游风电场发电效率的。为解决上述问题，本专利技术所述的，包括以下步骤(I)从风电场入口到出口将同一型号的风机排列成矩形，共有 台风机，其中代表风机的行数，代表每行的风机台数；⑵确定 /7台风机的行距和列距分别为;其中D为风机直径.’a、b为常数,为行距和列距分别与风机直径的比值；⑶确定建模条件①假设在大气层中存在一高度//，在//之上水平风速不受风电场的影响，//高度的水平风速记为&，"以下的水平风速在垂直方向满足指数风廓线；②假设所述风电场的上游和所述风电场中，//高度向下传输的动量与地面摩擦消耗的动量以及分子粘性耗散的动量相平衡；③假设主风向垂直穿过所述风电场，从所述风电场入口到出口，所述风机轮毂高度h 处的水平风速由流入风速G线性减小为流出风速^，其平均风速为Ui和^的线性中值；所有风机的有效功率都相等；④假设风电场下游动量补充区自//高度向下的动量通量密度与地面消耗的动量通量密度均为常量；⑷建模①在所述风电场中根据动量守恒建立风电场的动量吸收模型:Λ.-ΛΟ= I0 ;其中，厶为入口处单位空气柱所含有的动量，P1为风电场中风机等效到单位面积上风功率吸收率，h 为单位空气柱从风电场入口到出口所需时间，厶为风电场出口处单位空气柱所具有的动②在所述风电场的下游根据动量守恒建立动量补偿模型'I0—P2t2: I* ;其中，I0为单位空气柱在风电场出口处的动量，t2是单位空气柱的动量由I0恢复到I*所用的时间，A为下游动量补偿区单位空气柱动量的补偿速率，其数值与单位空气柱的动量通量密度净增量相等，厶为风电场的尾流损失效应彻底消失后单位空气柱所具有的动量，其数值与所述Zi相等;(5)模型求解联立所述风电场中的动量吸收模型和所述风电场下游的动量补偿模型，求解得到上游风电场的尾流长度Z，该Z为风电场群布局中上下游风电场之间的场间距，即风电场的尾流损失距离权利要求1.，包括以下步骤(I)从风电场入口到出口将同一型号的风机排列成矩形，共有 台风机，其中代表风机的行数，代表每行的风机台数；⑵确定 /7台风机的行距和列距分别为;其中D为风机直径.’a、b为常数,为行距和列距分别与风机直径的比值；⑶确定建模条件①假设在大气层中存在一高度//，在//之上水平风速不受风电场的影响，//高度的水平风速记为&，"以下的水平风速在垂直方向满足指数风廓线；②假设所述风电场的上游和所述风电场中，//高度向下传输的动量与地面摩擦消耗的动量以及分子粘性耗散的动量相平衡；③假设主风向垂直穿过所述风电场，从所述风电场入口到出口，所述风机轮毂高度h 处的水平风速由流入风速G线性减小为流出风速^，其平均风速为Ui和^的线性中值；所有风机的有效功率都相等；④假设风电场下游动量补充区自//高度向下的动量通量密度与地面消耗的动量通量密度均为常量；⑷建模①在所述风电场中根据动量守恒建立风电场的动量吸收模型Λ.-ΛΟ= I0 ;其中，厶为入口处单位空气柱所含有的动量，P1为风电场中风机等效到单位面积上风功率吸收率，h 为单位空气柱从风电场入口到出口所需时间，厶为风电场出口处单位空气柱所具有的动②在所述风电场的下游根据动量守恒建立动量补偿模型'I0—P2t2: I* ;其中，I0为单位空气柱在风电场出口处的动量，t2是单位空气柱的动量由I0恢复到I*所用的时间，A为下游动量补偿区单位空气柱动量的补偿速率，其数值与单位空气柱的动量通量密度净增量相等，厶为风电场的尾流损失效应彻底消失后单位空气柱所具有的动量，其数值与所述Zi相等;(5)模型求解联立所述风电场中的动量吸收模型和所述风电场下游的动量补偿模型，求解得到上游风电场的尾流长度Z，该Z为风电场群布局中上下游风电场之间的场间距，即风电场的尾流损失距离—ζπντΒυ^ I~JT其中ζ为风机的动量利用系数，为O. 448 O. 543 ；m代表风机的行数；D为风机直径'b为常数，为列距分别与风机直径的比值；r-7 U0+IL风电场下游平均水平风速U2 -， 为风电场下游风速初始值，为风电场下游风速增加值；KUrfcUn n ,Mh1= - , U,j =-,X = (un - ) ln(/i I ζΓ11) ln((H — / ) / Z02) uv和分别为层和层的摩擦速度，为Von Karman常数,Zi0为由风电场中的风机所产生的零平面位移高度，201 , Z02分别表示风电场上游和风电场中的地表粗糙度。全文摘要本专利技术涉及一种，该方法包括以下步骤⑴从风电场入口到出口将同一型号的风机排列成矩形，共有mn台风机；⑵确定mn台风机的行距和列距分别为aD、bD；⑶确定建模条件；⑷建模①在所述风电场中根据动量守恒建立风电场的动量吸收模型；②在所述风电场的下游根据动量守恒建立动量补偿模型；⑸模型求解联立所述风电场中的动量吸收模型和所述风电场下游的动量补偿模型，求解得到上游风电场的尾流长度L，该L为风电场群布局中上下游风电场之间的场间距，即风电场的尾流损失距离。本专利技术可有效提高土地利用效率和下游风电场发电效率。文档编号G06F17/50GK102609590SQ201210035130公开日2012年7月25日 申请日期2012年2月16日 优先权日2012年2月16日专利技术者刘磊, 惠小英, 桂俊祥, 汪宁渤, 陈伯龙, 高晓清 申请人:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伯龙，高晓清，惠小英，汪宁渤，桂俊祥，刘磊，
申请(专利权)人：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，
类型：发明
国别省市：