[发明专利]一种风资源计算方法

摘要

本发明提供了一种风资源计算方法，通过对原始测风数据进行分析和基于全高度大气层边界建立CFD计算所需模型；使用CFD求解器计算得到各个风向条件下的风速和湍流分布；并根据各个风向条件下的风速和湍流分布、测风塔坐标、机位坐标、风机功率数据以及风况数据计算出风资源分布情况，确定风电场中适合安装风电机组的位置；也可以使用本发明的方法对已经设置好风电机组的风电场的风资源进行分析。

主权项

一种风资源计算方法，包括以下步骤：S1，对原始地形数据进行处理，生成三维立体的计算域网格；S2，对原始测风数据进行统计分析得到全年的风况统计数据，风况统计数据包括：风速分布、风速频率和风向频率；S3，根据风况数据生成多个风向边界条件，通过计算域网格、风向边界条件和纬度、地表粗糙度得到CFD计算所需模型；S4，根据CFD计算所需模型，使用CFD求解器计算得到各个风向边界条件下的风速和湍流分布；S5，根据各个风向边界条件下的风速和湍流分布、测风塔坐标、机位坐标、风机功率数据以及风况数据计算出风资源分布情况；其特征在于，CFD计算所需模型为全高度大气边界层数值计算模型；所述全高度大气边界层数值计算模型包括：壁面函数；所述壁面函数用来定义第一层网格在CFD计算所需模型；所述壁面函数包括湍流区域模型；所述湍流区域模型由传统的壁面函数(1)在考虑修正系数a后得到等式(2)：其中，u+是无量纲壁面切线速度；z0为地表粗糙度；κ为冯·卡门常数；zp是从近壁单元中心到壁面的距离；a为修正系数，由试验测量所得；所述全高度大气边界层模型还包括：湍流模型常数的标定，其中，u*为地表摩擦速度；k为湍流脉动动能；所述u*和k均为测量得到；所述全高度大气边界层模型还包括：风廓线计算模型；所述风廓线计算模型为所述计算域网格边界部的计算模型，取所述计算域网格除第一层以外的区域，并且在每层计算域网格上都进行相同的计算；所述风廓线计算模型包括：湍动能耗散率ε；湍动能耗散率由传统的大气边界层表面层的湍动能耗散率在考虑系数后得到其中，u*为地表摩擦速度，由测量得到；κ为冯·卡门常数；κ＝0.4；z为计算域网格中心点的高度；zi为计算域大气边界层的厚度。