[发明专利]基于风电场气动模拟和风速风向数据的分析方法

权利要求书

1.一种基于风电场气动模拟和风速风向数据的分析方法，其特征在于，包括：

基于风电场地形数据，建立风电场物理模型；其中，所述风电场地形数据包括风电场地形等高线和粗糙度数据；

基于建立的风电场物理模型，风力机位置及风力机高度数据，结合虚拟叶片模型建立包含风力机旋转叶轮的风电场模型，具体包括：

基于建立的风电场物理模型，根据每台风力机的安装点坐标(x，y)和风力机的轮毂高度信息h，确定虚拟叶片的中心点坐标(x，y，h)，并根据叶片长度确定虚拟旋转叶轮的直径D；

根据风力机叶片长度，将叶片沿展向方向划分为多个截面，根据每个对应的截面翼型信息，获取-180度到180度范围内的气动力数据，用于虚拟叶片模型计算过程中叶片力的计算；

基于CFD求解器，将叶轮信息和叶片信息输入模型，完成模型设定；其中，所述叶轮信息包括旋转中心点、叶片长度、叶片数、转速及偏航角度，所述叶片信息包括截面翼型，扭角，变桨；

基于年统计周期内风向风速数据或实测数据，大气湍流边界层的影响数据，获取风力机安装位置的风速数据及风力机的主流偏航风向数据；所述大气湍流边界层的影响数据根据风资源统计数据，基于不包含风力机的复杂地形的风电场模型和3-D雷诺平均方程分析获得；

基于建立的风电场模型，根据主流的风速、风向数据，获取各种统计风况下含有风力机叶片的风场气动特性数据，分析尾迹影响，及尾迹与尾迹间的相互干扰，获取尾迹影响数据及尾迹与尾迹间的相互干扰数据；

基于所述尾迹影响数据及尾迹与尾迹间的相互干扰数据，通过调节各个风力机叶轮的偏航和叶片变桨角度，调节尾迹效应影响范围，并以整个风电场总输出功率和负载优化为目标，确定整个统计周期内每台风力机的对应各个风况下的偏航和变桨角度，用以制定风场的气动控制策略；

基于已运行的风电场，获取每台风力机的风速、风向测量数据，统计分析年周期内的风速、风向数据，与获取的风力机安装位置的风速数据及风力机的主流偏航风向数据对比分析，同时与相同位置测量点和相同来流风况下的所述含有风力机叶片的风场气动特性数据对比分析，并结合功率数据制定调控策略；

基于风力机的高度影响，分析各个计算风况下不同高度风轮对整个风场尾迹发展及功率输出的影响，用以制定安装高度策略；

基于确定的风力机最优输出功率，根据每台风力机的气动载荷和震动载荷，评估每台风力机的使用寿命，用以制定相应的补充控制策略；

基于制定的所述功率调控策略，采用WRF中尺度天气预报模型，预测风电场的风速风况，用以及时调整优化运行方案。