[发明专利]基于尾流效应的风电功率预测及存量风电优化控制方法

说明书

本发明涉及风电功率预测及存量风电优化技术领域，具体为基于尾流效应的风电功率预测及存量风电优化控制方法，包括以下步骤，S1：首先导入环境因素以及最上游风力机的推力系数，并导入所预测风力机的动力特性。本发明中，通过步骤1‑4实现对于单纵列数据的运算功能，并在运算过程中，添加风切变、湍流强度等环境因素数据，以及叶片中翼型的空气动力学特性和每个叶片的俯仰角等动力特性数据，通过Jensen模型对风电场中控制整个流场Navier‑Stokes方程进行数值求解，计算风速衰减，提升了运算结果的精准性，在步骤5‑7中，通过对整体数据的预测和分析，达成对于风电功率的整体预测功能，并反复校验，确保风电场的整体运作在该环境因素下风电率达到最优。

技术领域

本发明涉及风电功率预测及存量风电优化技术领域，尤其涉及基于尾流效应的风电功率预测及存量风电优化控制方法。

背景技术

风电功率预测及存量风电优化，是一种在风电场的建设中，基于对于风电场的尾流损失的预测，运算风电功率，并对其进行优化的过程，在传统类型风电功率预测中，参与运算的系数往往仅包括风速系数，对于风切变、湍流强度等数据未进行相关参考，导致运算结果与实际投入功率存在偏差，并且所预测的结果往往是针对单纵列数据的运算，而对于整体风电场的运算数据未进行相关整理改进，导致整体运算的冗余数较多，并且单纵列数据的运算与整体风电场的运作可能存在冲突，需要进行改进。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的缺点，而提出的基于尾流效应的风电功率预测及存量风电优化控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：基于尾流效应的风电功率预测及存量风电优化控制方法，包括以下步骤：

S1：首先导入环境因素以及最上游风力机的推力系数，并导入所预测风力机的动力特性，作为运算基本项；

S2：在最上游风力机启动后，运算通过其推力系数运算输出功率；

S3：计算下游风力机位置的环境因素，以此运算下游风力机的输出功率；

S4：将运算结果变项为上游风力机的输出功率，以此推算更下游风力机位置的环境因素以及输出功率，直至推算出最下游风力机的输出功率，并将各位置风力机的输出功率作为延伸运算项，导出整体功率模型；

S5：在实施运行中，首先采集数据并对数据进行处理；

S6：风电功率预测阶段；

S7：统计分析和优化。

优选的，所述S1中，所述环境因素包括风速、风切变、湍流强度，所述风力机的动力特性包括叶片中翼型的空气动力学特性和每个叶片的俯仰角。

优选的，所述S2中，所述运算通过其推力系数运算输出功率包括：

S201：基于风力机的动力特性包括叶片中翼型的空气动力学特性和每个叶片的俯仰角作为运算基本项；

S202：通过风力机启动转速作为带入值，计算该风力机的基础推力系数；

S203：与环境因素带入，计算最上游风力机启动的实际输出功率。

优选的，所述S3中，所述计算下游风力机位置的环境因素具体为通过Jensen模型对下游风力机位置的风速、风切变、湍流强度进行运算。

优选的，所述通过Jensen模型对下游风力机位置的风速、风切变、湍流强度进行运算包括：

S301：基于计算流体力学的WLMs，对风电场中控制整个流场Navier-Stokes方程进行数值求解；

S302：假设尾迹下游通过恒定尾迹衰减常数(kW)描述的轴对称膨胀，计算涡轮尾迹中的风速衰减。