一种风电场风区划分方法及该风电场风区测风塔位置的选择方法

摘要

本发明公开了一种风电场风区划分方法，其步骤包括，1)选取风电场初始测风数据；2)初步分析风电场风能资源；3)布置模拟测风塔；4)选取模拟测风塔的测风数据；5)计算模拟测风塔位置的年平均风速矩阵；6)初选拟选风区划分指标；7)计算年平均风速振幅绝对误差矩阵；8)合并相邻模拟测风塔风区。本发明还公开了该风电场风区测风塔位置的选择方法。本发明适用于国内和国外风电行业高山复杂地形条件下风电场的测风，具有很强的适用性，填补了复杂地形风电场测风阶段测风塔数量选择与布置的方法领域的空白。

主权项

一种风电场风区划分方法，其步骤包括，1)选取风电场初始测风数据选用风电场普查测风数据，如风电场无普查测风，采用风电场临近风场的测风数据，也可采用风电场高空风能资源模拟数据；2)初步分析风电场风能资源利用风电场初始测风数据，采用风能资源分析软件进行风电场风能资源分析与图谱计算；3)布置模拟测风塔根据步骤2)获得的风电场风能资源分析与图谱，初选适合本风电场的风电机组机型，使用风电机组的位置布置模拟测风塔的位置布置，即风电机组机位也为模拟测风塔位置；4)选取模拟测风塔的测风数据取自于步骤2)的风电场风能资源分析与图谱中的各模拟测风塔位置的模拟测风数据；5)计算模拟测风塔位置的年平均风速矩阵在风电场布置了N座模拟测风塔，通过风能资源分析软件，以任一座模拟测风塔为代表，模拟风电场风能资源，计算其它N‑1座模拟测风塔处的年平均风速，则得出一个N×N矩阵A_N×N＝(V_ij)，组成N行N列年平均风速值；矩阵的第S行表示用第S个模拟测风塔模拟其他模拟测风塔处的年平均风速值，矩阵的第T列表示用N个模拟测风塔模拟第T个模拟测风塔处的年平均风速值；6)初选拟选风区划分指标，初选年平均风速振幅绝对误差分别为0.2m/s、0.4m/s、0.6m/s和0.8m/s，分别计算风区数量；7)计算年平均风速振幅绝对误差矩阵年平均风速振幅为最大年平均风速值与最小年平均风速值之差；年平均风速振幅绝对误差矩阵的计算方法为：对矩阵A_N×N＝(V_ij)中第j行，第m列，计算获得计算年平均风速振幅绝对误差矩阵B_N×N＝(a_ij)；在矩阵B_N×N＝(a_ij)中，若对于B_K×K＝(a_ij)中的每个元素a_ij均小于或等于给定的年平均风速振幅绝对误差，且B_{(K+1)，(K+1)}＝(a_ij)中至少有一个元素a_ij大于给定的年平均风速振幅绝对误差，则认为该K个模拟测风塔位于同一个风区，第K+1号模拟测风塔属于新的风区；并令a_jj＝a_(k+1)(k+1)，参照上述步骤进行下一个风区的判别；8)合并相邻模拟测风塔风区：对于给定的N×N矩阵A_N×N，从2×2矩阵开始，当2×2矩阵每列模拟测风塔的年平均风速振幅在给定的误差范围内，则第1号模拟测风塔位和第2号模拟测风塔位属于同一个风区；当2×2矩阵每列模拟测风塔的年平均风速振幅超出给定的误差范围时，则第1号模拟测风塔位和第2号模拟测风塔位属于不同的风区，其中第1号模拟测风塔位为单独的风区，并将第2行第2列的数值归并入下一组新的矩阵，该列与下一列(即第3列)组成新的2×2矩阵，如果新的2×2矩阵年平均风速振幅判定在给定的误差范围内，则继续判断3×3矩阵；若3×3矩阵每列模拟测风塔的年平均风速振幅在给定的误差范围内，则第1、2号模拟测风塔位和第3号模拟测风塔位属于同一个风区；若3×3矩阵每列模拟测风塔的年平均风速振幅超出给定的误差范围，则第1、2号模拟测风塔位和第3号模拟测风塔位属于不同的风区，第1、2号模拟测风塔位分别为单独的风区，并将第3行第3列的数值归并入下一组新的矩阵，该列与下一列(即第4列)组成新的2×2矩阵；如此循环，算至第N行第N列；该N×N矩阵A_N×N的风区数量即为在给定误差范围内的相邻模拟测风塔风区数量。