[发明专利]一种基于二维迹线追踪的风电场发电量校核方法、系统、计算机设备、存储介质

说明书

本发明属于风力发电技术领域，公开了一种基于二维迹线追踪的风电场发电量校核方法，首先通过测风设备获得测风数据，对复杂地形建模并划分网格，利用工程湍流模型进行多扇区的数值计算，获得风电场仿真结果；对风电场仿真结果进行风资源计算，获得机组节点信息、风轮回转面的周向特征迹线数据，通过机组信息获得机组对应的运行功率曲线，考虑迹线存在的影响，根据尾流计算模型对机组节点未修正的风速进行尾流折减后的风速计算，获得修正后的机组节点运行速度，进而得到修正后的风速风向概率分布；基于运行功率曲线和风速风向概率分布进行累计发电量计算。本发明加入对风轮迹线的追踪，考虑上游机组对下游机组的速度影响，获得更确发电量计算结果。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，特别涉及一种基于二维迹线追踪的风电场发电量校核方法、系统、计算机设备、存储介质。

背景技术

在“双碳”目标的背景下，风能作为一种清洁的可再生资源，风电开发可以更好地响应降低“高能耗”、“高排放”政策，支撑能源领域的用能权市场交易。早期风能开发集中平坦地形场景，但是随着风电的发展，运用场景也延伸到复杂地形以及近海区域。行业内针对平坦地形的标准线性校核风电场发电量计算方法，无法精准再现复杂地形的风资源条件，亟需新的技术来解决复杂地形下的流动分析。而采用计算流体动力学技术进行流体仿真模拟变得普遍，具有良好的应用前景。综合考虑计算精度，运算时长，以及计算资源等条件，雷诺时均法仍是目前最经济最普遍的计算方法。

实际运行在复杂地形下的风电场存在连续布机现象，来流方向收到山丘头扰动，从背风面从山顶就出现了流动分离，下游机组由于背风面分离流动的影响，流动更加紊乱，导致其分离尺度较上游更大，且山谷的深度对山丘背风面的流动也有明显的影响。当山丘背风面后为山谷时，山谷的存在增加了山丘背风向的逆压梯度，导致背风向后区域的分离尺度更大，机组诱导的迹线流线会出现较大程度的流向偏斜，影响下游尾迹作用区，采用经典的Jenson尾流模型框架计算方法，会对复杂地形风电场发电量的计算造成较大的低估或高估。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于二维迹线追踪的风电场发电量校核方法、系统、计算机设备、存储介质，解决了现有风电场发电量尾流模型未充分考虑受山体的阻挡作用的发电量影响。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种基于二维迹线追踪的风电场发电量校核方法，包括以下步骤：

S1、在待研究的复杂地形区域布设测风设备，获得测风数据，基于测风数据得到测风塔风速风向概率分布；

对复杂地形建模并划分网格，利用工程湍流模型进行多扇区的数值计算，获得风电场仿真结果；

S2、对风电场仿真结果进行风资源计算，获得机组节点信息、风轮回转面的周向特征迹线数据；通过机组节点信息获得机组运行功率曲线；

S3、对风轮回转面的周向特征迹线数据进行提取，获得风轮回转面的周向特征迹线；

S4、根据S1得到的风电场仿真结果确定测风塔与机组节点对应映射关系，根据映射关系及测风塔风速风向概率分布确定各个机组节点未修正的实际风速的风速风向概率分布；

S5、结合风电场所有机组的风轮回转面的周向特征迹线的分布，分析周向特征迹线是否发生偏转，考虑迹线存在的影响，根据尾流计算模型对机组节点未修正的风速进行尾流折减后的风速修正，获得修正后的机组节点运行速度，进一步得到修正后的风速风向概率分布；

S6、基于运行功率曲线和修正后的风速风向概率分布进行累计发电量计算。

进一步，S1中，工程湍流模型采用CFD软件中的k-ε湍流模型。

进一步，S1中，在待研究的复杂地形区域布设测风设备具体为：