[发明专利]一种用于风电热能量转化效应模拟的方法及系统

权利要求书

1.一种用于风电热能量转化效应模拟的方法，其特征在于，所述方法包括：

确定风电场的局地气候模式和基础数据；

基于所述局地气候模式和基础数据，及风电能量的转化关系和电能热耗散原理，建立风电热能量局地和异地的能量转化模型；

在所述局地气候模式下，通过能量转化模型模拟风电场风电热能量的转化效应。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述局地气候模式下，通过能量转化模型模拟风电场风电热能量的转化效应，包括：

在局地气候模式下，通过能量转化模型，模拟风电场粗糙度的增加，带来的风速衰减效应，和风电场风能向局地热能的转化；

在局地气候模式下，扣除风电场用于发电的风能后，模拟风电场风能向电能的转化；

在局地气候模式下，增加风电场异地消耗的热功率，模拟风电场电能向热能的转化。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述局地气候模式下，通过能量转化模型模拟风电场风电热能量的转化效应前，包括：

在局地气候模式下，划分风电场的空间边界和风电场异地消纳地区的空间边界，并将空间网格内的地表粗糙度修改为风电场的实际粗糙度。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在局地气候模式下，扣除风电场用于发电的风能后，模拟风电场风能向电能的转化，包括：

根据如下公式计算风电场风能转化为电能的转化量；

其中，N为风电场风机数量，W_e为风电场风能转化为电能的转化量，C_p为风电场风机功率系数，R为风电场风机叶轮半径，ρ为空气密度，i＝1到N，v_i为风电场的风速，Δt为预设时间段；

将所述风电场风能转化为电能的转化量从风电场的近地层风能中扣除，确定风电场近地面层剩余的总风能；

基于风电场风能转化为电能的转化量和风电场近地面层剩余的总风能，确定风电场空间边界网格的扣除比例系数，根据比例系数调整风电场空间边界网格的风速，模拟风电场风能向电能的转化；

所述比例系数的计算公式如下：

其中，为比例系数，N为风电场风机数量，C_p为风电场风机功率系数；

R为风电场风机叶轮半径，ρ为空气密度，i＝1到N，v_i为风电场的风速，v_j为空间边界网格上的风速，M为风电场空间边界网格的数量，j＝1到M，A为风电场近地层的垂直截面面积。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在局地气候模式下，增加风电场异地消耗的热功率，模拟风电场电能向热能的转化，包括：

向风电场异地消纳地区空间边界网格中每个网格增加的热功率，模拟风电场电能向热能的转化；所述空间边界网格中每个网格增加的热功率的计算公式如下：

其中，Δq为每个网格增加的热功率，N为风电场风机数量，C_p为风电场风机功率系数，R为风电场风机叶轮半径，ρ为空气密度，i＝1到N，v_i为风电场的风速，B为风电场异地消纳地区空间边界网格的数量。

6.一种用于风电热能量转化效应模拟的系统，其特征在于，所述系统包括：

初始单元，用于确定风电场的局地气候模式和基础数据；

模型搭建单元，基于所述局地气候模式和基础数据，及风电能量的转化关系和电能热耗散原理，建立风电热能量局地和异地的能量转化模型；

转化单元，用于在所述局地气候模式下，通过能量转化模型模拟风电场风电热能量的转化效应。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述转化单元在所述局地气候模式下，通过能量转化模型模拟风电场风电热能量的转化效应，包括：

在局地气候模式下，通过能量转化模型，模拟风电场粗糙度的增加，带来的风速衰减效应，和风电场风能向局地热能的转化；

在局地气候模式下，扣除风电场用于发电的风能后，模拟风电场风能向电能的转化；

在局地气候模式下，增加风电场异地消耗的热功率，模拟风电场电能向热能的转化。