[发明专利]在役山地风电场实时风资源可视化评估方法、系统、设备及存储介质

权利要求书

1.一种在役山地风电场实时风资源可视化评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取在役山地风电场现有测风设备的空间位置，及实时风向、风速数据；

在风资源离线数据集中，找到对应风向扇区下的相关风速数据；并利用内部插值法对相应离地高度层的风矢量进行在线计算，得到当前全风电场的风资源分布；

以可视化图谱的形式进行在役山地风电场实时风资源评估；

所述风资源离线数据集采用先导数值模拟的方式，以各来流风向扇区下的标志性入流风速序列为驱动，对风电场所在区域风况进行计算，从而建立各风向扇区中不同驱动风速下的风资源离线数据集；具体包括以下步骤：

根据目标山地风电场实地测风设备与各风电机组的地理位置坐标，确定山地风电场的目标计算域，获取山地风电场地形的高精度数字高程模型，建立并生成待进行风资源CFD数值模拟的六面体空间计算域及网格；

制定基于CFD模式的风资源精细化数值模拟方案；并采用每个标志性驱动风速，对整个风电场区进行CFD数值模拟；

基于每组驱动风况对应的风资源模拟结果，根据实地测风设备的位置坐标，在模拟结果中对实地测风设备轮毂高度处风向与风速进行采样，作为测风点位驱动风况；

基于得到的每组测风点位驱动风况，构建风资源离线数据集框架；

所述制定基于CFD模式的风资源精细化数值模拟方案，具体包括：

划分来流风向扇区；

在每个来流风向扇区下，确定相应入口边界轮毂高度处，可用于驱动数值模拟的标志性入流风速序列；

基于风资源评估方法，设置各向边界条件，时、空间离散格式，湍流模型以及求解流动控制方程的耦合迭代算法的数值模拟所涉及的运算参数；

在各个来流风向扇区下，采用每个标志性驱动风速，对整个风电场区进行CFD数值模拟，直至每组驱动风况对应的模拟结果收敛并维持稳定性；

所述构建风资源离线数据集框架包括：

根据来流风向扇区，建立第一层来流风向数据集，所述来流风向数据集包括由与来流风向扇区对应数目的第一子集组成，各个第一子集与测风点位驱动风向对应来流扇区的中心角度数值对应；

在所述来流风向数据集的各子集下，建立第二层风速数据集；

所述风速数据集包括由与测风点位驱动风速对应数目的第二子集组成，各个第二子集与测风点位驱动风速数值对应；

在第二层风速数据集的第二子集下，基于叶轮扫风高度，建立第三层不同离地高度层数据集；所述不同离地高度层数据集由多个第三子集组成，第三子集以风轮叶片扫风最低点高度、轮毂高度以及风轮叶片扫风最高点高度的数值相对应；

所述在风资源离线数据集中，找到对应风向扇区下的相关风速数据，具体包括以下步骤：

根据实时风向数据在来流扇区角度范围，确定风向扇区中心角度，进入风资源离线数据集中对应的来流风向数据集；

进入来流风向数据集中的风速数据集，寻找与风速数据数值相邻的两个风速值；

分别进入与风速数据相邻两个风速数据集中对应的不同离地高度层数据集，同时读取相同离地高度层文件夹中的整场风矢量数据。

2.根据权利要求1所述的一种在役山地风电场实时风资源可视化评估方法，其特征在于，所述利用内部插值法对相应离地高度层的风矢量进行在线计算，得到当前全风电场的风资源分布，具体包括以下步骤：

将风速数据与相邻的两个风速值进行内部插值计算，得到内插比例因子，结合读取的两个相邻风速对应的相同离地高度的风矢量数据，利用插值计算基于当前风向数据与风速数据下的整场风矢量数据；

读取相邻两个风速数据集中，相同离地高度层文件夹中同一空间位置处的风矢量数据，

利用插值计算基于当前风向数据与风速数据下，离地高度层中空间每个坐标点对应的x、y、z方向风速分量；

在各空间点位进行依次风速分量计算后，将得到当前全风电场的风资源分布数据。

3.根据权利要求1所述的一种在役山地风电场实时风资源可视化评估方法，其特征在于，所述以可视化图谱的形式进行在役山地风电场实时风资源评估具体包括以下步骤：

基于当前实测风向数据与风速数据下得到的不同离地高度的整场风矢量数据，通过可视化工具得到当前场区风速切片云图、流线的可视化显示；

对各风力机组点位的风速进行统计，通过风速-功率曲线对各机组的理论与实际功率进行复核。