[发明专利]风电场风电机组布局选址方法

说明书

技术领域

本发明涉及到风电场布局优化技术领域，具体地说，是一种风电场风电机组布局选址方法。

背景技术

风能是清洁的可再生能源，世界上很多国家出台相关政策以激励风能的开发和利用，同时风能使用可以减少因传统能源的消耗给环境带来的损害。风力发电机输出功率是风速的函数，由于风速的间歇性和随机性，风力发电机的输出功率具有不稳定性和波动性。风电场中，由于尾流效应的存在，风电场中不同位置的风速不尽相同，且尾流效应对风电场发电量有较大影响，因此与风电场输出功率相关的研究中需要考虑尾流效应的影响，特别是在风电场规划过程中，通过优化风电机组在风电场中的布局以减小尾流效应的不利影响。

然而现有风电场布局技术中主要存在以下几类不足：一、网格划分法中由于位置限制，未能充分使用风电场空间；二、在布局优化过程中仅考虑单个风向或独立地考虑两个风向，未能计及所有潜在的风向；三、主观列出几种潜在的风电场布局方式，从备选风电场布局中选出一种年发电量最大的布局作为最优布局，未充分考虑风电场的客观条件；四、采用智能算法优化风电场布局时，尾流效应中没有计及风机叶片扫风阴影区不完全覆盖时的情形。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供提出一种风电场风电机组布局选址方法，该方法能够计及风的联合分布特性、风电机组间的尾流效应等，解决了网格划分方法中的位置限制、仅考虑单个或部分风向的不足。

为达到上述目的，本发明表述一种风电场风电机组布局选址方法，具体按照以下步骤进行：

步骤1：输入N_s个风速数据与N_d个风向数据，建立风速与风向的离散联合分布律表，表中第i个风向为θ_i，i＝1～N_d，第j个风速表示v_j，j＝1～N_s，二维变量(θ_i，v_j)的联合概率为p_ij；

步骤2：基于粒子群优化算法建立风电机组坐标的粒子群，设置粒子群的粒子数目为N_p，总的维数为2N，粒子群的迭代次数为K，第m个粒子的位置向量为X_m＝(x_m1，y_m1，x_m2，y_m2，...，x_mN，y_mN)，速度向量为W_m＝(w_m1，w_m2，w_m3，w_m4，...，w_m(2N-1)，w_m2N)，并确定粒子的约束函数，其中m=1～N_p，N为风电机组的数目，(x_mN，y_mN)为第m个粒子位于第N台风电机组处的坐标，(w_m(2N-1)，w_m2N)为第m个粒子位于第N台风电机组处的速度；

步骤3：随机初始化所有粒子的位置向量，并令m＝1；

步骤4：计算第m个粒子的适应度，并计算第m个粒子对应的风电场的输出功率，初始化i＝j＝1；

步骤5：确定风向为θ_i时第k台风电机组的所有上游风电机组，得出第k台风电机组和它的所有上游风电机组间的水平距离d与偏移距离h，k＝1～Ｎ；

步骤6：根据水平距离d、偏移距离h以及风速v_j计算出考虑尾流效应影响后吹向第k台风电机组的风速v，进而计算出风速为v时该台风电机组的输出功率p(v),然后计算出此时整个风电场的输出功率POWF(θ_i，v_j，x_m)；

步骤7：将j与N_s进行比较，若j＜N_s，则设置j＝j+1，返回步骤6；若j＝N_s，则进入步骤8；

步骤8：将i与N_d进行比较，若i＜N_d，则设置i＝i+1，返回步骤5；如果i＝N_d，则进入步骤9；