風電場風機布置方法及裝置與流程

2023-09-21 03:50:45

本發明涉及風力發電廠設計技術領域，具體涉及一種風電場風機布置方法及裝置。

背景技術：

風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。其蘊量巨大，全球的風能約為2.74×109mw，其中可利用的風能為2×107mw，比地球上可開發利用的水能總量還要大10倍。

隨著清潔能源的普及，風力發電成為一種不可或缺的技術。風電技術的發展日趨成熟，對風電場的建設工作提出了更高的要求，風機位置的確認對於發電量至關重要，如何合理有效的提高風電建設效率，降低風電場建設投資成本，成為新能源領域所關注的問題。中國專利文獻cn105760951a公開了一種風機陣列優化方法，包括：依據預定的設計條件得到對角線平行於主導風向的「回」字形陣列作為基礎陣列；對基礎陣列以「回」字形陣列的每一個矩形陣列為單位，對相鄰的矩形陣列的上風向端點之間的間距進行調整並計算發電量和尾流；輸出得到的發電量最高或尾流最小的布置方案作為最終的最優布置方案。由此可見，該中國專利文獻中對於風電場的建設分布沒有考慮到地形的因素，然而地形是判斷布置風機位置是否合適的重要因素，有些地方位置偏僻、地形複雜，通過人為調查、分析風電場建設分布不僅存在安全性問題還會耗費大量的人力和物力。

技術實現要素：

有鑑於此，本發明實施例提供了一種風電場風機布置方法及裝置，以解決現有技術中不能合理布置風電場風機的問題。

為此，本發明實施例提供了如下技術方案：

本發明一個方面，提供了一種風電場風機布置方法，包括：獲取地理信息；其中，所述地理信息包括以下至少之一：地震動參數、地貌構造、巖層工程性質、巖層物理力學參數、巖溶發育程度、淺表型滑坡穩定性、地下水類型、地震烈度、地震動峰值加速度；根據所述地理信息選取符合預定風電場建設條件的區域。

可選地，根據所述地理信息獲取符合風電場建設條件的區域之後，還包括：確定各個所述區域建設風電場的可行性；根據所述可行性確定布置第一風機的坐標信息。

可選地，根據所述可行性確定布置第一風機的坐標信息之後，還包括：獲取與所述第一風機的坐標信息對應的下伏基巖巖性和殘疾覆蓋層厚度；根據所述下伏基巖巖性和殘疾覆蓋層厚度獲取所述第一風機的基礎深度和土方量。

可選地，根據所述可行性確定布置第一風機的坐標信息之後，還包括：獲取與所述區域對應的氣象信息；其中，所述氣象信息包括以下至少之一：風速功率曲線、空氣密度、風向風能玫瑰圖；根據所述氣象信息初次確定布置第二風機的坐標信息。

可選地，根據所述氣象信息初次確定布置第二風機的坐標信息之後，還包括：獲取所述第一風機的坐標信息的尾流值；在所述第一風機的坐標信息的尾流值大於預定閾值的情況下，調整所述第二風機的坐標信息直至所述第一風機的坐標信息的尾流值小於或者等於所述預定閾值。

本發明另一方面，還提供了一種風電場風機布置裝置，包括：第一獲取模塊，用於獲取地理信息；其中，所述地理信息包括以下至少之一：地震動參數、地貌構造、巖層工程性質、巖層物理力學參數、巖溶發育程度、淺表型滑坡穩定性、地下水類型、地震烈度、地震動峰值加速度；選取模塊，用於根據所述地理信息選取符合預定風電場建設條件的區域。

可選地，該裝置還包括：第一確定模塊，用於根據所述地理信息獲取符合風電場建設條件的區域之後，確定各個所述區域建設風電場的可行性；第二確定模塊，用於根據所述可行性確定布置第一風機的坐標信息。

可選地，該裝置還包括：第二獲取模塊，用於根據所述可行性確定布置第一風機的坐標信息之後，獲取與所述第一風機的坐標信息對應的下伏基巖巖性和殘疾覆蓋層厚度；第三獲取模塊，用於根據所述下伏基巖巖性和殘疾覆蓋層厚度獲取所述第一風機的基礎深度和土方量。

可選地，該裝置還包括：第四獲取模塊，用於根據所述可行性確定布置第一風機的坐標信息之後，獲取與所述區域對應的氣象信息；其中，所述氣象信息包括以下至少之一：風速功率曲線、空氣密度、風向風能玫瑰圖；第三確定模塊，用於根據所述氣象信息初次確定布置第二風機的坐標信息。

可選地，該裝置還包括：第五獲取模塊，用於根據所述氣象信息初次確定布置第二風機的坐標信息之後，獲取所述第一風機的坐標信息的尾流值；調整模塊，用於在所述第一風機的坐標信息的尾流值大於預定閾值的情況下，調整所述第二風機的坐標信息直至所述第一風機的坐標信息的尾流值小於或者等於所述預定閾值。

本發明實施例技術方案，具有如下優點：

本發明實施例提供了一種風電場風機布置方法及裝置，其中該方法包括：獲取地理信息；其中，上述地理信息包括以下至少之一：地震動參數、地貌構造、巖層工程性質、巖層物理力學參數、巖溶發育程度、淺表型滑坡穩定性、地下水類型、地震烈度、地震動峰值加速度，進而可以根據上述地理信息選取符合預定風電場建設條件的區域，其中該預定風電場建設條件可以根據單位面積發電量等參數進行確定。通過本發明解決了現有技術中對於風電場的建設分布沒有考慮到地形的因素，導致不能合理布置風電場風機的問題，從而提高了風電場建設的合理性和發電功率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是根據本發明實施例的風電場風機布置方法的流程圖；

圖2是根據本發明實施例的風電場風機布置方法的另一個流程圖；

圖3是根據本發明實施例的風電場風機布置裝置的結構框圖；

圖4本發明實施例提供的電子設備的硬體結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

在本實施例中提供了一種風電場風機布置方法，圖1是根據本發明實施例的風電場風機布置方法的流程圖，如圖1所示，該流程包括如下步驟：

步驟s101，獲取地理信息；其中，該地理信息包括以下至少之一：地震動參數、地貌構造、巖層工程性質、巖層物理力學參數、巖溶發育程度、淺表型滑坡穩定性、地下水類型、地震烈度、地震動峰值加速度；

步驟s102，根據上述地理信息選取符合預定風電場建設條件的區域，其中該預定風電場建設條件可以根據單位面積發電量等參數進行確定。

通過上述步驟，首先獲取包括地震動參數、地貌構造、巖層工程性質、巖層物理力學參數、巖溶發育程度、淺表型滑坡穩定性、地下水類型、地震烈度、地震動峰值加速度等的地理信息，根據各個區域的地理信息選取符合預定風電場建設條件的區域進行風電場建設，解決了現有技術中對於風電場的建設分布沒有考慮到地形的因素，導致不能合理布置風電場風機的問題，從而提高了風電場建設的合理性和發電功率。

在通過步驟s102根據各項地理信息獲取符合風電場建設條件的區域之後，由於符合風電場建設條件的區域可能有很多，因此，在一個可選實施例中，進一步確定各個該區域建設風電場的可行性，可以根據各個可行性使用不同顏色對各個符合條件的區域進行標識，以便於更明確的顯示各個區域建設風電場的可行性指數，根據該可行性確定布置第一風機的坐標信息，具體地，將第一風機的坐標信息確定在可行性指數最高的符合風電場建設條件的區域，後續以該第一風機的坐標信息為坐標布置其他的風機。

圖2是根據本發明實施例的風電場風機布置方法的另一個流程圖，如圖2所示，根據上述可行性確定布置第一風機的坐標信息之後，在一個可選實施例中，獲取與第一風機的坐標信息對應的下伏基巖巖性和殘疾覆蓋層厚度，根據下伏基巖巖性和殘疾覆蓋層厚度獲取第一風機的基礎深度和土方量，以便於進一步確定第一風機坐標信息的是否合理。

在以第一風機的坐標信息為坐標布置其他的風機的過程中，如圖2所示，在一個可選實施例中，獲取與該區域對應的氣象信息；其中，氣象信息可以是風速功率曲線、空氣密度或者風向風能玫瑰圖，根據該氣象信息初次確定布置第二風機的坐標信息，該第二風機的數量可以是多個，也就是說，根據風電場風向玫瑰圖和風能玫瑰圖顯示的盛行風向、年平均風速等條件，確定主導風向，進而布置第二風機。進一步地，根據該氣象信息初次確定布置第二風機的坐標信息之後，獲取第一風機的坐標信息的尾流值，在第一風機的坐標信息的尾流值大於預定閾值的情況下，調整第二風機的坐標信息直至第一風機的坐標信息的尾流值小於或者等於該預定閾值。對各個風機的合理布置，優化了電量，充分利用了風電場的風能資源，同時降低了風險，降低了由地形或風機間的相互幹擾產生的尾流、湍流影響以及避開其他影響風機運行的不安全因素。

在確定各個風機排布坐標之後，在一個可選實施例中，如圖2所示，根據風機排布坐標及接入系統，結合區域當地的送變電方案，得出集電線路布置方案，從而完成整個風電場的建設。

在本實施例中還提供了一種風電場風機布置裝置，該裝置用於實現上述實施例及優選實施方式，已經進行過說明的不再贅述。如以下所使用的，術語「模塊」可以實現預定功能的軟體和/或硬體的組合。儘管以下實施例所描述的裝置較佳地以軟體來實現，但是硬體，或者軟體和硬體的組合的實現也是可能並被構想的。

圖3是根據本發明實施例的風電場風機布置裝置的結構框圖，如圖3所示，包括：第一獲取模塊31，用於獲取地理信息；其中，該地理信息包括以下至少之一：地震動參數、地貌構造、巖層工程性質、巖層物理力學參數、巖溶發育程度、淺表型滑坡穩定性、地下水類型、地震烈度、地震動峰值加速度；選取模塊32，用於根據該地理信息選取符合預定風電場建設條件的區域。

通過上述步驟，首先由第一獲取模塊31獲取包括地震動參數、地貌構造、巖層工程性質、巖層物理力學參數、巖溶發育程度、淺表型滑坡穩定性、地下水類型、地震烈度、地震動峰值加速度等的地理信息，選取模塊32根據各個區域的地理信息選取符合預定風電場建設條件的區域進行風電場建設，解決了現有技術中對於風電場的建設分布沒有考慮到地形的因素，導致不能合理布置風電場風機的問題，從而提高了風電場建設的合理性和發電功率。

可選地，該裝置還包括：第一確定模塊，用於根據該地理信息獲取符合風電場建設條件的區域之後，確定各個該區域建設風電場的可行性；第二確定模塊，用於根據該可行性確定布置第一風機的坐標信息。

可選地，該裝置還包括：第二獲取模塊，用於根據該可行性確定布置第一風機的坐標信息之後，獲取與該第一風機的坐標信息對應的下伏基巖巖性和殘疾覆蓋層厚度；第三獲取模塊，用於根據該下伏基巖巖性和殘疾覆蓋層厚度獲取該第一風機的基礎深度和土方量。

可選地，該裝置還包括：第四獲取模塊，用於根據該可行性確定布置第一風機的坐標信息之後，獲取與該區域對應的氣象信息；其中，該氣象信息包括以下至少之一：風速功率曲線、空氣密度、風向風能玫瑰圖；第三確定模塊，用於根據該氣象信息初次確定布置第二風機的坐標信息。

可選地，該裝置還包括：第五獲取模塊，用於根據該氣象信息初次確定布置第二風機的坐標信息之後，獲取該第一風機的坐標信息的尾流值；調整模塊，用於在該第一風機的坐標信息的尾流值大於預定閾值的情況下，調整該第二風機的坐標信息直至該第一風機的坐標信息的尾流值小於或者等於該預定閾值。

本實施例中的風電場風機布置裝置是以功能單元的形式來呈現，這裡的單元是指asic電路，執行一個或多個軟體或固定程序的處理器和存儲器，和/或其他可以提供上述功能的器件。

上述各個模塊的更進一步的功能描述與上述對應實施例相同，在此不再贅述。

請參閱圖4，圖4是本發明第三實施例提供的一種終端的結構示意圖，如圖所示，該終端可以包括：至少一個處理器401，例如cpu(centralprocessingunit，中央處理器)，至少一個通信接口403，存儲器404，至少一個通信總線402。其中，通信總線402用於實現這些組件之間的連接通信。其中，通信接口403可以包括顯示屏(display)、鍵盤(keyboard)，可選通信接口403還可以包括標準的有線接口、無線接口。存儲器404可以是高速ram存儲器(ramdomaccessmemory，易揮發性隨機存取存儲器)，也可以是非不穩定的存儲器(non-volatilememory)，例如至少一個磁碟存儲器。存儲器404可選的還可以是至少一個位於遠離前述處理器401的存儲裝置。其中處理器401可以結合圖3所描述的裝置，存儲器404中存儲一組程序代碼，且處理器401調用存儲器404中存儲的程序代碼，以用於執行一種風電場風機布置方法，即用於執行以下操作：

獲取地理信息；其中，所述地理信息包括以下至少之一：地震動參數、地貌構造、巖層工程性質、巖層物理力學參數、巖溶發育程度、淺表型滑坡穩定性、地下水類型、地震烈度、地震動峰值加速度；

根據所述地理信息選取符合預定風電場建設條件的區域。

本發明實施例中，處理器401調用存儲器404中的程序代碼，還用於執行以下操作：

確定各個所述區域建設風電場的可行性；

根據所述可行性確定布置第一風機的坐標信息。

本發明實施例中，處理器401調用存儲器404中的程序代碼，還用於執行以下操作：

獲取與所述第一風機的坐標信息對應的下伏基巖巖性和殘疾覆蓋層厚度；

根據所述下伏基巖巖性和殘疾覆蓋層厚度獲取所述第一風機的基礎深度和土方量。

本發明實施例中，處理器401調用存儲器404中的程序代碼，還用於執行以下操作：

獲取與所述區域對應的氣象信息；其中，所述氣象信息包括以下至少之一：風速功率曲線、空氣密度、風向風能玫瑰圖；

根據所述氣象信息初次確定布置第二風機的坐標信息。

本發明實施例中，處理器401調用存儲器404中的程序代碼，還可以執行以下操作：

獲取所述第一風機的坐標信息的尾流值；

在所述第一風機的坐標信息的尾流值大於預定閾值的情況下，調整所述第二風機的坐標信息直至所述第一風機的坐標信息的尾流值小於或者等於所述預定閾值。

其中，通信總線402可以是外設部件互連標準(peripheralcomponentinterconnect，簡稱pci)總線或擴展工業標準結構(extendedindustrystandardarchitecture，簡稱eisa)總線等。通信總線402可以分為地址總線、數據總線、控制總線等。為便於表示，圖4中僅用一條粗線表示，但並不表示僅有一根總線或一種類型的總線。

其中，存儲器404可以包括易失性存儲器(英文：volatilememory)，例如隨機存取存儲器(英文：random-accessmemory，縮寫：ram)；存儲器也可以包括非易失性存儲器(英文：non-volatilememory)，例如快閃記憶體(英文：flashmemory)，硬碟(英文：harddiskdrive，縮寫：hdd)或固態硬碟(英文：solid-statedrive，縮寫：ssd)；存儲器404還可以包括上述種類的存儲器的組合。

其中，處理器401可以是中央處理器(英文：centralprocessingunit，縮寫：cpu)，網絡處理器(英文：networkprocessor，縮寫：np)或者cpu和np的組合。

其中，處理器401還可以進一步包括硬體晶片。上述硬體晶片可以是專用集成電路(英文：application-specificintegratedcircuit，縮寫：asic)，可編程邏輯器件(英文：programmablelogicdevice，縮寫：pld)或其組合。上述pld可以是複雜可編程邏輯器件(英文：complexprogrammablelogicdevice，縮寫：cpld)，現場可編程邏輯門陣列(英文：field-programmablegatearray，縮寫：fpga)，通用陣列邏輯(英文：genericarraylogic,縮寫：gal)或其任意組合。

可選地，存儲器404還用於存儲程序指令。處理器401可以調用程序指令，實現如本申請圖1和2實施例中所示的風電場風機布置方法。

本發明實施例還提供了一種非暫態計算機存儲介質，所述計算機存儲介質存儲有計算機可執行指令，該計算機可執行指令可執行上述任意方法實施例中的風電場風機布置的處理方法。其中，所述存儲介質可為磁碟、光碟、只讀存儲記憶體(read-onlymemory，rom)、隨機存儲記憶體(randomaccessmemory，ram)、快閃記憶體(flashmemory)、硬碟(harddiskdrive，縮寫：hdd)或固態硬碟(solid-statedrive，ssd)等；所述存儲介質還可以包括上述種類的存儲器的組合。

本領域技術人員可以理解，實現上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過電腦程式來指令相關的硬體來完成，所述的程序可存儲於一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質可為磁碟、光碟、只讀存儲記憶體(rom)或隨機存儲記憶體(ram)等。

雖然結合附圖描述了本發明的實施例，但是本領域技術人員可以在不脫離本發明的精神和範圍的情況下作出各種修改和變型，這樣的修改和變型均落入由所附權利要求所限定的範圍之內。