專利名稱：一種基于有效風(fēng)速的風(fēng)能評估方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)能評估方法，尤其涉及一種基于有效風(fēng)速的風(fēng)能評估方法。
背景技術(shù)：
風(fēng)電場的建設(shè)與運營以占據(jù)足夠多的風(fēng)能資源為前提。準確的風(fēng)能資源評估對于保證風(fēng)電場的發(fā)電量和經(jīng)濟效益影響重大。在風(fēng)電場選址過程中，需要對所在地歷年的氣象記錄進行調(diào)查，并設(shè)置測風(fēng)塔實際測量場內(nèi)的風(fēng)速，通過統(tǒng)計和分析獲得風(fēng)電場的風(fēng)功率特征。一般而言，針對風(fēng)電場不同階段的各種應(yīng)用，需要了解的風(fēng)功率數(shù)據(jù)的時間長度與時間間隔亦有所不同。在風(fēng)電場的運營過程中，為了制定風(fēng)電場長期發(fā)電規(guī)劃和備用發(fā)電容量計劃，需要數(shù)年內(nèi)的風(fēng)功率數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)點的時間間隔可達小時級；為了滿足電力系統(tǒng)能量調(diào)度的要求，需要數(shù)周內(nèi)的風(fēng)功率數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)點的時間間隔一般為分鐘級；而在風(fēng)電機組的運行控制中，為了保護風(fēng)電機組不受損壞，平抑其輸出功率的快速波動，維持電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，往往需要數(shù)日內(nèi)的風(fēng)功率瞬變特性，數(shù)據(jù)點的時間間隔可短至秒級。風(fēng)功率與風(fēng)速密切相關(guān)，二者之間呈明顯的非線性關(guān)系。在傳統(tǒng)的風(fēng)能與風(fēng)功率統(tǒng)計中，所有的風(fēng)能計算都是基于一段時間內(nèi)的平均風(fēng)速進行的。而這種傳統(tǒng)的慣用做法可能給風(fēng)能統(tǒng)計帶來不可忽視的誤差。一個明顯的不良后果是，由秒級、分鐘級和小時級等不同時間尺度的平均風(fēng)速計算得到的同一段時間內(nèi)的風(fēng)能差別甚大，無法保持一致。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述背景技術(shù)存在的缺陷，提供一種基于有效風(fēng)速的風(fēng)能評估方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種基于有效風(fēng)速的風(fēng)能評估方法，該方法包括
步驟1 數(shù)據(jù)采集及獲得
采集風(fēng)電場的具體數(shù)據(jù)如下一定時間段內(nèi)，分別同時通過風(fēng)速風(fēng)向儀均勻采集若干個風(fēng)電場迎風(fēng)方向的即時風(fēng)速7，通過量測與空氣密度 P相關(guān)的其他數(shù)據(jù)可得到實時變化的空氣密度#；
步驟2 針對風(fēng)電場的空氣密度歷史數(shù)據(jù)，選定一取值恒定空氣密度A作為參考量步驟3 數(shù)據(jù)處理之最小時間間隔內(nèi)的若干有效風(fēng)速及平均風(fēng)功率密度計算根據(jù)步驟1中得到若干的空氣密度#，利用流體的物理學(xué)定律及動能定理并通過有
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權(quán)利要求
1. 一種基于有效風(fēng)速的風(fēng)能評估方法，其特征在于 步驟1 數(shù)據(jù)采集及獲得采集風(fēng)電場的具體數(shù)據(jù)如下一定時間段內(nèi)，分別同時通過風(fēng)速風(fēng)向儀均勻采集若干個風(fēng)電場迎風(fēng)方向的即時風(fēng)速7，通過量測與空氣密度 P相關(guān)的其他數(shù)據(jù)可得到實時變化的空氣密度#；步驟2 針對風(fēng)電場的空氣密度歷史數(shù)據(jù)，選定一取值恒定空氣密度A作為參考量步驟3 數(shù)據(jù)處理之最小時間間隔內(nèi)的若干有效風(fēng)速及平均風(fēng)功率密度計算根據(jù)步驟1中得到若干的空氣密度#，利用流體的物理學(xué)定律及動能定理并通過有效風(fēng)速計算公式1^ = }^^"-^/，\ ν、 計算若干個最小時間間隔的針對空氣密度變化的有效風(fēng)速，并通過所得的若干對應(yīng)時刻的有效風(fēng)速及平均風(fēng)功率密度公式-13，，=_&<計算若干最小時間間隔內(nèi)對應(yīng)時刻的所有風(fēng)功率，式中，、τ分別為采
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于有效風(fēng)速的風(fēng)能評估方法，其特征在于風(fēng)速風(fēng)向傳感器以小于或者等于1秒時間間隔對即時風(fēng)速進行采集以便獲取瞬時風(fēng)速。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于有效風(fēng)速的風(fēng)能評估方法，其特征在于風(fēng)速風(fēng)向儀采集風(fēng)電場迎風(fēng)方向的即時風(fēng)速的采樣頻率為1秒1次。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于有效風(fēng)速的風(fēng)能評估方法，其特征在于采用分層數(shù)據(jù)的形式進行風(fēng)速的統(tǒng)計。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于有效風(fēng)速的風(fēng)能評估方法，其特征在于采樣時間間隔長短作為不同層級分層劃分的依據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于有效風(fēng)速的風(fēng)能評估方法，其特征在于至少包括兩個層級時間間隔，即至少包括具有最小時間間隔的基礎(chǔ)層級與具有大時間間隔的高層級兩個層級。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于有效風(fēng)速的風(fēng)能評估方法，其特征在于Veil)、Pm的數(shù)據(jù)個數(shù)相等并具有一一對應(yīng)的關(guān)系，也即V·、Pe的數(shù)據(jù)個數(shù)相等并且一一對應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于有效風(fēng)速的風(fēng)能評估方法，其特征在于步驟2中空氣密度P。訃對風(fēng)電場所在地區(qū)的空氣密度數(shù)據(jù)通過算數(shù)平均的方式計算。
9.一種基于有效風(fēng)速的風(fēng)能評估方法，其特征在于步驟1 針對風(fēng)電場的空氣密度歷史數(shù)據(jù)，選定一取值恒定空氣密度Λ作為參考量； 步驟2 數(shù)據(jù)采集及獲得采集風(fēng)電場的具體數(shù)據(jù)如下一定時間段內(nèi)，分別同時通過風(fēng)速風(fēng)向儀均勻采集若干個風(fēng)電場迎風(fēng)方向的即時風(fēng)速^通過量測與空氣密度P相關(guān)的其他數(shù)據(jù)可得到實時變化的空氣密度P；步驟3 數(shù)據(jù)處理之最小時間間隔內(nèi)的若干有效風(fēng)速及平均風(fēng)功率密度計算根據(jù)步驟2中得到若干的空氣密度#，利用流體的物理學(xué)定律及動能定理并通過有效風(fēng)速計算公式K =pdt^dl計算若干個最小時間間隔的針對空氣\ P0Joh密度變化的有效風(fēng)速，并通過所得的若干對應(yīng)時刻的有效風(fēng)速及平均風(fēng)功率密度公式Α =—Α《計算若干最小時間間隔內(nèi)對應(yīng)時刻的所有風(fēng)功率，式中，、τ分別為采 2、H+h集風(fēng)電場內(nèi)即時風(fēng)速r的初始時刻和終止時刻；步驟4:數(shù)據(jù)處理之最小時間間隔內(nèi)的有效風(fēng)速向任一較大時間間隔內(nèi)的有效風(fēng)速的轉(zhuǎn)換將步驟3中計算得到的若干個最小時間間隔內(nèi)的有效風(fēng)速％作為計算任一較大時間間隔內(nèi)的不同有效風(fēng)速％ ，并通過有效風(fēng)速轉(zhuǎn)化公式
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于有效風(fēng)速的風(fēng)能評估方法，該方法包括步驟1數(shù)據(jù)采集及獲得；步驟2針對風(fēng)電場的空氣密度歷史數(shù)據(jù)，選定一取值恒定空氣密度作為參考量；步驟3數(shù)據(jù)處理之最小時間間隔內(nèi)的若干有效風(fēng)速及平均風(fēng)功率密度計算；步驟4數(shù)據(jù)處理之最小時間間隔內(nèi)的有效風(fēng)速向任一較大時間間隔內(nèi)的有效風(fēng)速的轉(zhuǎn)換；步驟5數(shù)據(jù)處理之任一較大時間間隔內(nèi)的風(fēng)能評估。本發(fā)明一種基于有效風(fēng)速的風(fēng)能評估方法適用于空氣密度變化的風(fēng)電場風(fēng)能評估，不僅可以準確地對風(fēng)電場的風(fēng)能進行評估，而且在進行風(fēng)能評估時結(jié)果不受時間段長短的影響。
文檔編號G06F19/00GK102542162SQ201110440298
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者柴建云, 苗強 申請人:成都阜特科技有限公司