專利名稱：風(fēng)電場設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種專家系統(tǒng)，尤其涉及一種風(fēng)電場設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
風(fēng)力發(fā)電作為理想的可再生能源和常規(guī)化石能源的替代能源，近年來，在全球得到迅速發(fā)展，中國風(fēng)電裝機(jī)容量從2005年開始，連續(xù)5年翻番增長。截止到2010年底，累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到4200萬千瓦，風(fēng)電裝機(jī)總?cè)萘寇S居全球第一。風(fēng)電場設(shè)計(jì)將會對風(fēng)電項(xiàng)目未來的運(yùn)行產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，風(fēng)電場的設(shè)計(jì)從最初的宏觀選址便開始了。目前只有功能單一的風(fēng)資源數(shù)據(jù)處理軟件、風(fēng)電場優(yōu)化和發(fā)電量計(jì)算軟件，只能對單一特定原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，尚未有使用既有風(fēng)電場原始技術(shù)參數(shù)和運(yùn)行實(shí)際技術(shù)參數(shù)對新建工程借鑒的綜合處理系統(tǒng)?，F(xiàn)有的風(fēng)電場設(shè)計(jì)系統(tǒng)，功能單一，只能完成單一的數(shù)據(jù)分析和發(fā)電量計(jì)算功能，不能結(jié)合新建工程周邊可資借鑒的實(shí)際風(fēng)電工程的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，無法將已建風(fēng)電場中大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行歸納、整理和再分析，無法指導(dǎo)新建風(fēng)電場設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇，無法自動生成滿足《風(fēng)電場工程可行性研究報(bào)告編制辦法》(發(fā)改能源[2005]899號)的風(fēng)資源分析和發(fā)電量計(jì)算報(bào)告。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出了一種風(fēng)電場設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)，其依托了大量既有風(fēng)電場工程的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)行實(shí)際數(shù)據(jù)，能參考周邊既有風(fēng)電場的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化確定出新建風(fēng)電場的最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)。根據(jù)本實(shí)用新型提出的風(fēng)電場設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)包括既有風(fēng)電場工程測風(fēng)塔數(shù)據(jù)模塊，用于建立既有風(fēng)電場工程的測風(fēng)塔數(shù)據(jù)表；既有風(fēng)電場工程氣象站數(shù)據(jù)模塊，用于建立既有風(fēng)電工程的氣象站數(shù)據(jù)表；新建工程原始輸入數(shù)據(jù)模塊，用于輸入新建風(fēng)電場工程原始數(shù)據(jù)；風(fēng)資源分析模塊，利用新建工程原始輸入數(shù)據(jù)模塊提供的原始數(shù)據(jù)，并參照既有風(fēng)電場工程測風(fēng)塔數(shù)據(jù)模塊和既有風(fēng)電場工程氣象站數(shù)據(jù)模塊提供的新建風(fēng)電場附近的多個既有風(fēng)電場的相關(guān)數(shù)據(jù)，生成風(fēng)資源分析圖表；風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)模塊，用于建立風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)表；風(fēng)電機(jī)組選型模塊，根據(jù)風(fēng)資源分析模塊分析得到的風(fēng)資源數(shù)據(jù)，采用風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)模塊提供的風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)，推薦出最優(yōu)風(fēng)電機(jī)組機(jī)型和排布。根據(jù)本實(shí)用新型提出的風(fēng)電場設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)的一個方面，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括風(fēng)資源報(bào)告生成模塊，自動將固定的公式、圖表和文字填入風(fēng)資源報(bào)告的相應(yīng)章節(jié)，輸出滿足要求的風(fēng)資源報(bào)告；發(fā)電量計(jì)算模塊，根據(jù)風(fēng)電機(jī)組選型模塊的選型結(jié)果，自動將固定的公式、圖表和文字填入相應(yīng)的章節(jié)，生成滿足要求的風(fēng)電場發(fā)電量分析報(bào)告。根據(jù)本實(shí)用新型提出的風(fēng)電場設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)的一個方面，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括既有風(fēng)電場工程后評估分析模塊，將每個工程的評審意見進(jìn)行歸納整理再提高，將實(shí)際已投運(yùn)工程的發(fā)電量數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納，與可行性研究階段設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行對比，進(jìn)一步優(yōu)化參數(shù)選擇，改進(jìn)風(fēng)資源分析模塊和風(fēng)電機(jī)組選型模塊。[0008]根據(jù)本實(shí)用新型提出的風(fēng)電場設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)的一個方面，所述測風(fēng)塔數(shù)據(jù)表，包括測風(fēng)塔基本信息、測風(fēng)塔逐時原始數(shù)據(jù)以及測風(fēng)塔歷史數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)，其中測風(fēng)塔基本信息包括經(jīng)緯度坐標(biāo)、海拔高度、測風(fēng)各高度、風(fēng)向高度；測風(fēng)塔逐時原始數(shù)據(jù)包括日期、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、溫度；測風(fēng)塔歷史數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)包括有效數(shù)據(jù)完整率、各高度風(fēng)速日變化和年變化、各高度年平均風(fēng)速與Weibull分布A值和K值、空氣密度、風(fēng)切變指數(shù)、湍流強(qiáng)度、 50年一遇最大風(fēng)速。根據(jù)本實(shí)用新型提出的風(fēng)電場設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)的一個方面，所述氣象站數(shù)據(jù)表，包括氣象站基本信息、氣象站逐時原始數(shù)據(jù)以及氣象站歷史數(shù)據(jù)分析結(jié)果，其中，所述氣象站基本信息包括經(jīng)緯度坐標(biāo)、測風(fēng)高度、海拔高度、遷站信息、測風(fēng)高度變化信息、儀器變化信息、人工轉(zhuǎn)自動信息、氣象站周圍圖片；所述氣象站逐時原始數(shù)據(jù)包括日期、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、溫度；所述氣象站歷史數(shù)據(jù)分析結(jié)果包括建站以來風(fēng)速變化長系列、代表年長系列的選擇及其年平均風(fēng)速多年風(fēng)向頻率、多年氣壓、氣溫、濕度、極端最高溫度、極端最低溫度、降水量、蒸發(fā)量、最大積雪深度、沙暴日數(shù)、雷暴日數(shù)、冰雹日數(shù)、空氣密度、50年一遇最大風(fēng)速。根據(jù)本實(shí)用新型提出的風(fēng)電場設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)的一個方面，所述原始數(shù)據(jù)包括新建風(fēng)電場內(nèi)測風(fēng)塔數(shù)據(jù)和附近氣象站數(shù)據(jù)。根據(jù)本實(shí)用新型提出的風(fēng)電場設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)的一個方面，風(fēng)資源分析模塊實(shí)現(xiàn)如下功能:A、對測風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)和修正，根據(jù)修正結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，生成風(fēng)資源分析圖表；B、計(jì)算湍流、空氣密度、風(fēng)切變指數(shù)、最大風(fēng)速、氣象站與測風(fēng)塔同期逐時數(shù)據(jù)的相關(guān)分析、代表年輪轂高度處風(fēng)速和風(fēng)向、風(fēng)速日變化、年變化和風(fēng)速Weibull分布、風(fēng)向玫瑰圖。根據(jù)本實(shí)用新型提出的風(fēng)電場設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)的一個方面，所述風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)表包括不同容量各種型號的風(fēng)電機(jī)組功率曲線和推力曲線數(shù)據(jù)。根據(jù)本實(shí)用新型提出的風(fēng)電場設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)的一個方面，風(fēng)電機(jī)組選型模塊通過風(fēng)資源分析模塊分析得到的代表年輪轂高度處風(fēng)速和風(fēng)向，實(shí)現(xiàn)如下功能:A.在不考慮風(fēng)電機(jī)組排布的基礎(chǔ)上，采用風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)模塊提供的的多組風(fēng)電機(jī)組功率曲線，進(jìn)行理論發(fā)電量計(jì)算；B.通過理論發(fā)電量大小和風(fēng)電機(jī)組相關(guān)投資，計(jì)算出度電成本，推薦最佳的5 個或多個機(jī)型；C.通過專業(yè)軟件計(jì)算所推薦的5個或多個機(jī)型的風(fēng)電機(jī)組排布形式和凈發(fā)電量計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行自動的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選，推薦出最優(yōu)機(jī)型；D.通過專業(yè)軟件計(jì)算所推薦的最優(yōu)機(jī)型在不同輪轂高度下的發(fā)電量，進(jìn)行不同輪轂高度的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選，推薦出最優(yōu)輪轂高度；E.通過專業(yè)軟件計(jì)算所推薦的最優(yōu)機(jī)型在不同排列形式下的發(fā)電量，進(jìn)行不同排列方式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選，推薦出最優(yōu)排布方式；F.參考新建風(fēng)電場附近多個既有風(fēng)電工程的各項(xiàng)折減系數(shù)，給出最優(yōu)的各項(xiàng)電量折減系數(shù)，并計(jì)算最終的風(fēng)電場年上網(wǎng)電量。根據(jù)本實(shí)用新型提出的風(fēng)電場設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)的一個方面，風(fēng)資源報(bào)告生成模塊和發(fā)電量計(jì)算模塊提供允許人工輸入與修改的接口，使得可以人工生成和修改報(bào)告。根據(jù)本實(shí)用新型提出的風(fēng)電場設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)的一個方面，所述既有風(fēng)電場工程后評估分析模塊實(shí)現(xiàn)以下功能A.設(shè)計(jì)審查意見的上傳與歸檔管理；B.風(fēng)電場工程正式并網(wǎng)發(fā)電后的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)的上傳，與設(shè)計(jì)參數(shù)的對比分析；C.根據(jù)A和B反饋的結(jié)果，進(jìn)一步優(yōu)化參數(shù)選擇，以改進(jìn)風(fēng)資源分析模塊和風(fēng)電機(jī)組選型模塊。本實(shí)用新型重點(diǎn)放在風(fēng)能資源分析和風(fēng)電機(jī)組選型、布置及風(fēng)電場發(fā)電量估算上，可以集成風(fēng)電場設(shè)計(jì)相關(guān)的風(fēng)能專業(yè)模塊、總圖專業(yè)模塊、電氣專業(yè)模塊、財(cái)務(wù)分析模塊等內(nèi)容。將已經(jīng)建成投產(chǎn)的近百個工程的測風(fēng)塔、氣象站資料進(jìn)行整理、歸納、再分析， 形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫；在設(shè)計(jì)每個新建工程時作為客戶端向服務(wù)器傳輸資料，系統(tǒng)可自動與新建工程周邊最近多個現(xiàn)有風(fēng)電場的技術(shù)資料進(jìn)行類比排列，從而確定新建工程最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)，然后由專家系統(tǒng)自動生成新建工程風(fēng)資源分析報(bào)告，避免人工統(tǒng)計(jì)的差錯和人為因素的影響，提高報(bào)告中技術(shù)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和針對性，同時也可極大地提高生產(chǎn)效率。

圖1示出了本實(shí)用新型所提出的風(fēng)電場設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)的模塊圖。
具體實(shí)施方式
圖1示出了風(fēng)電場設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)的模塊圖。如圖1所示，本實(shí)用新型提出的專家系統(tǒng)包括既有風(fēng)電場工程測風(fēng)塔數(shù)據(jù)模塊1、既有風(fēng)電場工程氣象站數(shù)據(jù)模塊2、新建工程原始輸入數(shù)據(jù)模塊3、風(fēng)資源分析模塊4、風(fēng)資源報(bào)告生成模塊5、風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)模塊6、風(fēng)電機(jī)組選型模塊7、發(fā)電量計(jì)算模塊8和既有風(fēng)電場工程后評估分析模塊9。下面，對上述各個模塊進(jìn)行詳細(xì)描述。既有風(fēng)電場工程測風(fēng)塔數(shù)據(jù)模塊1 將已完成設(shè)計(jì)的既有工程的測風(fēng)資料進(jìn)行上傳，經(jīng)二級審核后確認(rèn)資料的真實(shí)性和準(zhǔn)確性，形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫之一。具體地，建立既有風(fēng)電場工程的測風(fēng)塔數(shù)據(jù)表，主要包括(a)測風(fēng)塔基本信息經(jīng)緯度坐標(biāo)、海拔高度、測風(fēng)各高度、風(fēng)向高度；(b)測風(fēng)塔逐時原始數(shù)據(jù)日期、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、溫度等；(c)測風(fēng)塔歷史數(shù)據(jù)分析有效數(shù)據(jù)完整率、各高度風(fēng)速日變化和年變化、各高度年平均風(fēng)速與weibull 分布A值和K值、空氣密度、風(fēng)切變指數(shù)、湍流強(qiáng)度、50年一遇最大風(fēng)速。既有風(fēng)電場工程氣象站數(shù)據(jù)模塊2:將已完成設(shè)計(jì)的既有工程的氣象站資料進(jìn)行上傳，經(jīng)二級審核后確認(rèn)資料的適時性和準(zhǔn)確性，形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫之一。具體地，建立既有風(fēng)電工程的氣象站數(shù)據(jù)表，主要包括(a)氣象站基本信息經(jīng)緯度坐標(biāo)、測風(fēng)高度、海拔高度、遷站信息、測風(fēng)高度變化信息、儀器變化信息、人工轉(zhuǎn)自動信息、氣象站周圍圖片； (b)氣象站逐時原始數(shù)據(jù)日期、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、溫度等；(c)氣象站歷史數(shù)據(jù)分析建站以來風(fēng)速變化長系列；代表年長系列的選擇及其年平均風(fēng)速；多年風(fēng)向頻率；多年氣壓 (Ua)、氣溫CC )、濕度(％)、極端最高溫度(°C)、極端最低溫度(°C)、降水量(mm)、蒸發(fā)量 (mm)、最大積雪深度(cm)、沙暴日數(shù)(日)、雷暴日數(shù)(日)、冰雹日數(shù)(日)；空氣密度；50年一遇最大風(fēng)速。新建工程原始輸入數(shù)據(jù)模塊3 包括測風(fēng)塔數(shù)據(jù)和氣象站數(shù)據(jù)。具體地，輸入新建風(fēng)電場工程原始數(shù)據(jù)，原始數(shù)據(jù)包括新建風(fēng)電場內(nèi)測風(fēng)塔數(shù)據(jù)和附近氣象站數(shù)據(jù)；以上數(shù)據(jù)可以導(dǎo)入，也可以通過鍵盤鼠標(biāo)輸入。風(fēng)資源分析模塊4 以《風(fēng)電場風(fēng)能資源評估方法》GB18710-2002和《風(fēng)電場工程可行性研究報(bào)告編制辦法》(發(fā)改能源[2005]899號)為編制依據(jù)，包括對測風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)和修正，根據(jù)修正結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，生成風(fēng)資源分析圖表。按照我國國標(biāo)和國際標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算湍流、空氣密度、風(fēng)切變指數(shù)、最大風(fēng)速、氣象站與測風(fēng)塔同期逐時數(shù)據(jù)的相關(guān)分析、風(fēng)速日變化、年變化和風(fēng)速Weibull分布、風(fēng)向玫瑰圖等內(nèi)容。具體地，利用新建工程原始輸入
6數(shù)據(jù)模塊3提供的原始數(shù)據(jù)，并參照既有風(fēng)電場工程測風(fēng)塔數(shù)據(jù)模塊1和既有風(fēng)電場工程氣象站數(shù)據(jù)模塊2提供的新建風(fēng)電場附近的多個既有風(fēng)電場設(shè)計(jì)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)如下功能A、 對測風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)和修正，根據(jù)修正結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，生成風(fēng)資源分析圖表；B、計(jì)算湍流、空氣密度、風(fēng)切變指數(shù)、最大風(fēng)速、氣象站與測風(fēng)塔同期逐時數(shù)據(jù)的相關(guān)分析、代表年輪轂高度處風(fēng)速和風(fēng)向、風(fēng)速日變化、年變化和風(fēng)速Weibul 1分布、風(fēng)向玫瑰圖等。風(fēng)資源報(bào)告生成模塊5:按報(bào)告章節(jié)模板填空，系統(tǒng)自動將固定的公式、圖表和文字填入相應(yīng)的章節(jié)，最后輸出滿足《風(fēng)電場工程可行性研究報(bào)告編制辦法》(發(fā)改能源 [2005]899號)中第七條“風(fēng)能資源”要求的風(fēng)資源報(bào)告。風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)模塊6:上傳不同廠家、各種型號的風(fēng)電機(jī)組功率曲線和推力曲線， 形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。具體地，建立風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)表，主要包括不同容量各種型號的風(fēng)電機(jī)組功率曲線和推力曲線數(shù)據(jù)庫。風(fēng)電機(jī)組選型模塊7 由風(fēng)資源分析模塊4分析得到的風(fēng)資源數(shù)據(jù)，在不考慮風(fēng)電機(jī)組排布的基礎(chǔ)上進(jìn)行理論發(fā)電量計(jì)算，系統(tǒng)可自動優(yōu)選推薦最優(yōu)的發(fā)電機(jī)組型號。具體地，通過風(fēng)資源分析模塊4分析得到的代表年輪轂高度處風(fēng)速和風(fēng)向，實(shí)現(xiàn)如下功能:A. 在不考慮風(fēng)電機(jī)組排布的基礎(chǔ)上，采用風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)模塊6提供的的多組風(fēng)電機(jī)組功率曲線，進(jìn)行理論發(fā)電量計(jì)算；B.通過理論發(fā)電量大小和風(fēng)電機(jī)組相關(guān)投資，計(jì)算出度電成本， 推薦最佳的5個(或多個)機(jī)型；C.通過專業(yè)軟件(如WAsP、WindFarmer, WT等風(fēng)資源分析軟件)計(jì)算B中推薦的5個(或多個)機(jī)型的風(fēng)電機(jī)組排布形式和凈發(fā)電量計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行自動的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選，推薦出最優(yōu)機(jī)型；D.通過專業(yè)軟件(如WAsP、WindFarmer、WT等風(fēng)資源分析軟件)計(jì)算C中推薦的最優(yōu)機(jī)型在不同輪轂高度下的發(fā)電量，進(jìn)行不同輪轂高度的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選，得到最優(yōu)輪轂高度；E.通過專業(yè)軟件(如WAsP、WindFarmer、WT等風(fēng)資源分析軟件)計(jì)算C中推薦的最優(yōu)機(jī)型在不同排列形式下的發(fā)電量，進(jìn)行不同排列方式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選，得到最優(yōu)排布方式；F.參考新建風(fēng)電場附近多個既有風(fēng)電工程的各項(xiàng)折減系數(shù)，給出最優(yōu)的各項(xiàng)電量折減系數(shù)，并計(jì)算最終的風(fēng)電場年上網(wǎng)電量。發(fā)電量計(jì)算模塊8 根據(jù)風(fēng)電機(jī)組選型模塊7的分析，自動生成風(fēng)電場發(fā)電量分析報(bào)告。具體地，按報(bào)告章節(jié)模板填空，自動將固定的公式、圖表和文字填入相應(yīng)的章節(jié)，參考周圍多個風(fēng)電場的設(shè)計(jì)參數(shù)，并允許人工輸入與修改，最后形成滿足《風(fēng)電場工程可行性研究報(bào)告編制辦法》(發(fā)改能源[2005]899號)中第十條“風(fēng)電機(jī)組選型、布置及風(fēng)電場發(fā)電量估算”要求的發(fā)電量計(jì)算報(bào)告。既有風(fēng)電場工程后評估分析模塊9:將每個工程的評審意見進(jìn)行歸納整理再提高；將實(shí)際已投運(yùn)工程的發(fā)電量等數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納，與可行性研究階段設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行對比，進(jìn)一步優(yōu)化參數(shù)選擇，改進(jìn)風(fēng)資源分析模塊和風(fēng)電機(jī)組選型模塊，形成一個閉環(huán)，不斷優(yōu)化參數(shù)。具體地，其實(shí)現(xiàn)以下功能A.設(shè)計(jì)審查意見的上傳與歸檔管理；B.風(fēng)電場工程正式并網(wǎng)發(fā)電后的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)的上傳，與設(shè)計(jì)參數(shù)的對比分析；C.根據(jù)A和B反饋的結(jié)果，系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，不斷提高風(fēng)電場設(shè)計(jì)水平。本實(shí)用新型提出的風(fēng)電場設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)，集成了大量實(shí)際風(fēng)電場設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)參數(shù)，能借鑒新建工程周邊既有風(fēng)電場的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化確定新建風(fēng)電場的最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)。而且，在輸入新建工程原始技術(shù)數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)能自動進(jìn)行風(fēng)資源分析處理和風(fēng)電機(jī)組優(yōu)化選型，可最終輸出符合《風(fēng)電場工程可行性研究報(bào)告編制辦法》(發(fā)改能源[2005]899號)的“風(fēng)資源和發(fā)電量計(jì)算”報(bào)告，其提高了風(fēng)電場設(shè)計(jì)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，并較大地節(jié)省了風(fēng)電場工程設(shè)計(jì)的時間，加快了工程建設(shè)的速度。本實(shí)用新型充分利用已設(shè)計(jì)完成的上百個風(fēng)電項(xiàng)目的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)參數(shù)，構(gòu)成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，每個新建風(fēng)電場的設(shè)計(jì)都能由系統(tǒng)自動參考周邊最近的多個風(fēng)電場的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行類比。隨著風(fēng)電場設(shè)計(jì)項(xiàng)目的不斷增多，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫也將不斷擴(kuò)大，同時風(fēng)電場后評估模塊中已經(jīng)并網(wǎng)發(fā)電工程的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)也在不斷增多，種種因素會使得由本實(shí)用新型優(yōu)化出的設(shè)計(jì)參數(shù)更加合理和準(zhǔn)確。 本實(shí)用新型所提出的上述實(shí)施方式僅為示例性的，并不作為對本實(shí)用新型報(bào)復(fù)范圍的限制，上述各個模塊所實(shí)現(xiàn)的具體功能可通過現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的常用技術(shù)以及風(fēng)電場領(lǐng)域的常用技術(shù)實(shí)現(xiàn)，這里不再贅述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可使用這些技術(shù)對本實(shí)用新型做出修改，以適應(yīng)各種具體的實(shí)際情況，這些修改也落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.風(fēng)電場設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括既有風(fēng)電場工程測風(fēng)塔數(shù)據(jù)模塊，用于建立既有風(fēng)電場工程的測風(fēng)塔數(shù)據(jù)表；既有風(fēng)電場工程氣象站數(shù)據(jù)模塊，用于建立既有風(fēng)電工程的氣象站數(shù)據(jù)表；新建工程原始輸入數(shù)據(jù)模塊，用于輸入新建風(fēng)電場工程原始數(shù)據(jù)；風(fēng)資源分析模塊，利用新建工程原始輸入數(shù)據(jù)模塊提供的原始數(shù)據(jù)，并參照既有風(fēng)電場工程測風(fēng)塔數(shù)據(jù)模塊和既有風(fēng)電場工程氣象站數(shù)據(jù)模塊提供的新建風(fēng)電場附近的多個既有風(fēng)電場的相關(guān)數(shù)據(jù)，生成風(fēng)資源分析圖表；風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)模塊，用于建立風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)表；風(fēng)電機(jī)組選型模塊，根據(jù)風(fēng)資源分析模塊分析得到的風(fēng)資源數(shù)據(jù)，采用風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)模塊提供的風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)，推薦出最優(yōu)風(fēng)電機(jī)組機(jī)型和排布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的風(fēng)電場設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括風(fēng)資源報(bào)告生成模塊，自動將固定的公式、圖表和文字填入風(fēng)資源報(bào)告的相應(yīng)章節(jié)，輸出滿足要求的風(fēng)資源報(bào)告；發(fā)電量計(jì)算模塊，根據(jù)風(fēng)電機(jī)組選型模塊的選型結(jié)果，自動將固定的公式、圖表和文字填入相應(yīng)的章節(jié)，生成滿足要求的風(fēng)電場發(fā)電量分析報(bào)告。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的風(fēng)電場設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括既有風(fēng)電場工程后評估分析模塊，將每個工程的評審意見進(jìn)行歸納整理再提高，將實(shí)際已投運(yùn)工程的發(fā)電量數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納，與可行性研究階段設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行對比，進(jìn)一步優(yōu)化參數(shù)選擇，改進(jìn)風(fēng)資源分析模塊和風(fēng)電機(jī)組選型模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中所述測風(fēng)塔數(shù)據(jù)表，包括測風(fēng)塔基本信息、測風(fēng)塔逐時原始數(shù)據(jù)以及測風(fēng)塔歷史數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)，其中測風(fēng)塔基本信息包括經(jīng)緯度坐標(biāo)、海拔高度、測風(fēng)各高度、風(fēng)向高度；測風(fēng)塔逐時原始數(shù)據(jù)包括日期、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、溫度；測風(fēng)塔歷史數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)包括有效數(shù)據(jù)完整率、各高度風(fēng)速日變化和年變化、各高度年平均風(fēng)速與Weibull分布A值和K值、空氣密度、風(fēng)切變指數(shù)、湍流強(qiáng)度、50年一遇最大風(fēng)速。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中所述氣象站數(shù)據(jù)表，包括氣象站基本信息、氣象站逐時原始數(shù)據(jù)以及氣象站歷史數(shù)據(jù)分析結(jié)果，其中，所述氣象站基本信息包括經(jīng)緯度坐標(biāo)、測風(fēng)高度、海拔高度、遷站信息、測風(fēng)高度變化信息、儀器變化信息、人工轉(zhuǎn)自動信息、氣象站周圍圖片；所述氣象站逐時原始數(shù)據(jù)包括日期、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、溫度；所述氣象站歷史數(shù)據(jù)分析結(jié)果包括建站以來風(fēng)速變化長系列、代表年長系列的選擇及其年平均風(fēng)速多年風(fēng)向頻率、多年氣壓、氣溫、濕度、極端最高溫度、極端最低溫度、降水量、蒸發(fā)量、最大積雪深度、沙暴日數(shù)、雷暴日數(shù)、冰雹日數(shù)、 空氣密度、50年一遇最大風(fēng)速。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中所述原始數(shù)據(jù)包括新建風(fēng)電場內(nèi)測風(fēng)塔數(shù)據(jù)和附近氣象站數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中風(fēng)資源分析模塊實(shí)現(xiàn)如下功能:A、對測風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)和修正，根據(jù)修正結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，生成風(fēng)資源分析圖表；B、計(jì)算湍流、空氣密度、風(fēng)切變指數(shù)、最大風(fēng)速、氣象站與測風(fēng)塔同期逐時數(shù)據(jù)的相關(guān)分析、代表年輪轂高度處風(fēng)速和風(fēng)向、風(fēng)速日變化、年變化和風(fēng)速Weibull分布、風(fēng)向玫瑰圖。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中所述風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)表包括不同容量各種型號的風(fēng)電機(jī)組功率曲線和推力曲線數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中風(fēng)電機(jī)組選型模塊通過風(fēng)資源分析模塊分析得到的代表年輪轂高度處風(fēng)速和風(fēng)向，實(shí)現(xiàn)如下功能:A.在不考慮風(fēng)電機(jī)組排布的基礎(chǔ)上，采用風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)模塊提供的的多組風(fēng)電機(jī)組功率曲線，進(jìn)行理論發(fā)電量計(jì)算；B.通過理論發(fā)電量大小和風(fēng)電機(jī)組相關(guān)投資，計(jì)算出度電成本，推薦最佳的5個或多個機(jī)型；C.通過專業(yè)軟件計(jì)算所推薦的5個或多個機(jī)型的風(fēng)電機(jī)組排布形式和凈發(fā)電量計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行自動的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選，推薦出最優(yōu)機(jī)型；D. 通過專業(yè)軟件計(jì)算所推薦的最優(yōu)機(jī)型在不同輪轂高度下的發(fā)電量，進(jìn)行不同輪轂高度的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選，推薦出最優(yōu)輪轂高度；E.通過專業(yè)軟件計(jì)算所推薦的最優(yōu)機(jī)型在不同排列形式下的發(fā)電量，進(jìn)行不同排列方式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選，推薦出最優(yōu)排布方式；F.參考新建風(fēng)電場附近多個既有風(fēng)電工程的各項(xiàng)折減系數(shù)，給出最優(yōu)的各項(xiàng)電量折減系數(shù)，并計(jì)算最終的風(fēng)電場年上網(wǎng)電量。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中風(fēng)資源報(bào)告生成模塊和發(fā)電量計(jì)算模塊提供允許人工輸入與修改的接口，使得可以人工生成和修改報(bào)告。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中所述既有風(fēng)電場工程后評估分析模塊實(shí)現(xiàn)以下功能:A.設(shè)計(jì)審查意見的上傳與歸檔管理；B.風(fēng)電場工程正式并網(wǎng)發(fā)電后的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)的上傳，與設(shè)計(jì)參數(shù)的對比分析；C.根據(jù)A和B反饋的結(jié)果，進(jìn)一步優(yōu)化參數(shù)選擇，以改進(jìn)風(fēng)資源分析模塊和風(fēng)電機(jī)組選型模塊。
專利摘要提出了一種風(fēng)電場設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)，屬于專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。所述系統(tǒng)包括既有風(fēng)電場工程測風(fēng)塔數(shù)據(jù)模塊；既有風(fēng)電場工程氣象站數(shù)據(jù)模塊；新建工程原始輸入數(shù)據(jù)模塊，用于輸入新建風(fēng)電場工程原始數(shù)據(jù)；風(fēng)資源分析模塊，利用新建工程原始輸入數(shù)據(jù)模塊提供的原始數(shù)據(jù)，并參照既有風(fēng)電場工程測風(fēng)塔數(shù)據(jù)模塊和既有風(fēng)電場工程氣象站數(shù)據(jù)模塊提供的新建風(fēng)電場附近的多個既有風(fēng)電場的相關(guān)數(shù)據(jù)，生成風(fēng)資源分析圖表；風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)模塊，用于建立風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)表；風(fēng)電機(jī)組選型模塊，根據(jù)風(fēng)資源分析模塊分析得到的風(fēng)資源數(shù)據(jù)，采用風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)模塊提供的風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)，推薦出最優(yōu)風(fēng)電機(jī)組機(jī)型和排布。本系統(tǒng)解決了無法合理準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)風(fēng)電場的技術(shù)問題。
文檔編號G06F17/50GK202196406SQ20112021914
公開日2012年4月18日 申請日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月27日
發(fā)明者劉豐, 孫立新, 彭懷午, 杜燕軍, 楊曉峰, 王曉林 申請人:內(nèi)蒙古電力勘測設(shè)計(jì)院