[发明专利]适用于复杂地形风场湍流强度确定方法、系统、设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种适用于复杂地形风场湍流强度确定方法、系统、设备及存储介质，该方法包括：根据地形信息建立风场地形的理想模型；将理想模型生成网格文件，并对网格文件进行流场求解，得到满足网格独立性要求的计算网格；根据计算网格对流场进行分扇区精细模拟计算；根据分扇区精细模拟计算结果在风场中代表点位处生成湍流强度玫瑰图。本发明对于不同地形数据源、风资源数据源均适用，并可以根据使用者需要调整计算精度与计算范围，为后续风场的微观选址与投资奠定了良好的基础。

技术领域

本发明涉及风场流体力学应用领域，特别涉及一种适用于复杂地形风场湍流强度确定方法、系统、设备及存储介质。

背景技术

近年来，随着风力发电行业的快速发展，陆上风电开发的主要区域开始从平原向复杂山地转移。在风电场规划前期，主要的设计集中在对于风速分布的详细分析，对于湍流的处理往往只集中在测风塔处，并以测风塔的湍流强度来表征风场全址的湍流强度。这种方法在平原地区往往可行性较高，但如果应用于复杂山地环境，由于地形变化带来的粗糙度的增大，风场各处的湍流强度差异也较大，往往会存在投运后部门所选机组无法满足湍流强度需要的问题。

发明内容

针对上述背景技术中提到的难点问题，本发明的目的在于提供一种基于风资源离线数据集的适用于复杂地形风场湍流强度确定方法、系统、设备及存储介质，该方法结合山地风电场的实地测风与基于计算流体力学模式的全场风资源离线数值模拟结果，在现有软硬件资源的前提下，研究基于风电场运维系统下的场区内精细化风资源实时可视化评估方法，以解决在役山地风电场智慧化运维环节中存在的实际问题。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种适用于复杂地形风场湍流强度确定方法，包括以下步骤：

根据地形信息建立风场地形的理想模型；

将理想模型生成网格文件，并对网格文件基于风场入口边界条件进行流场求解，得到满足网格独立性要求的计算网格；根据计算网格对流场进行分扇区精细模拟计算，按照计算扇区设置风场入口边界条件，得到代表点位处该扇区湍流强度；

根据各个扇区的代表点位处的湍流强度进行汇总，生成风场代表点位处的湍流强度玫瑰图。

作为本发明的进一步改进，所述地形信息为实地测绘或者利用DEM数据库获取的初选场址以及附近预设范围内的地形数据。

作为本发明的进一步改进，所述网格文件的密度与局部地形的复杂度需呈正相关性，且在预设机位点处需加密网格。

作为本发明的进一步改进，所述以获得满足网格独立性要求的计算网格的步骤具体是：

提高网格分辨率，重复将理想模型生成网格文件，并对网格文件进行流场求解步骤，获得满足网格独立性要求的计算网格。

作为本发明的进一步改进，所述满足网格独立性要求是指网格数量比与在代表点位的风速及湍流强度比均满足：

其中：n_i为第i套网格网格总数；n_j为第j套网格网格总数；v_i为第i套网格中代表点位风速；v_j为第j套网格中代表点位风速；I_Ti为第i套网格中代表点湍流强度；I_Tj为第j套网格中代表点位湍流强度。

作为本发明的进一步改进，所述分扇区是将360°风向划分为若干个风向扇区，并根据该扇区风向进行边界条件设定。

作为本发明的进一步改进，所述风场中代表点位包括预设机位点位与可代表当地形特性的点位。

一种适用于复杂地形风场湍流强度确定系统，包括：