風電場生產運行測風塔選址方法及裝置與流程

2023-05-27 01:10:56

本發明涉及新能源技術領域，特別涉及一種風電場生產運行測風塔選址方法及裝置。

背景技術：

新能源消納問題是制約新能源發展的重要原因。對已投入運行的風電場進行風資源監測、發電量後評估和超短期功率預測是解決新能源消納問題的重要手段。測風塔是進行風資源監測、發電量後評估或超短期功率預測的設備，所以可以通過在已建成的風電場中建立後期測風塔幫助解決新能源消納問題。近年來，已有一些風電場建立了後期測風塔，然而這些後期測風塔所測得的測風數據對風電場風資源狀況的代表性普遍較差，不能切實幫助解決新能源消納問題。

測風塔選址嚴重影響著其對風電場的代表性，隨著對風資源評估工作的日益重視，iec標準中對測風塔選址方法進行了規定，國內外各機構和學者都已對測風塔選址問題開展了大量的研究工作。

gbt18709-2002標準中規定測風塔的位置附近應無高大建築物、樹木等障礙物，與單個障礙物距離應大於障礙物高度的3倍，與成排障礙物距離應保持在障礙物最大高度的10倍以上。經過大量實際工程的經驗和學者的研究，將標準中對於測風塔選址的規定發展得更為具體。

目前普遍應用的測風塔選址方法主要考慮了地形、障礙物對測風數據的影響與測風塔位置風資源對整個風電場的代表性。

考慮地形對測風塔選址的影響：

(1)當地形平坦時，測風塔應安裝在粗糙度變化前後；

(2)當地形複雜時，對於隆升地形，測風塔應建立在山頂或山腳來流方向；對於低凹地形，測風塔應建立在盛行風向的上風向入口處；

(3)由於附近的陡峭地形會影響測風塔低層測量，所以測風塔附近的地形應儘量平坦。

考慮障礙物對測風塔選址的影響：

(1)測風塔應儘量安裝在風電場主風向的上風向；

(2)測風塔與每個障礙物應距離障礙物3倍高度以上；

(3)當測風塔處於主風向的下風向時，其與障礙物的距離應為障礙物10倍高度以上；

(4)在樹木密集的地方，測風塔至少比樹木頂端高10米。

考慮測風塔的代表性：

(1)測風塔與風電機組的海拔差不宜超過100米，最多不超過150米；

(2)在主風向上，風加速因數應可代表風電場的平均水平，湍流強度、水平偏差和入流角應儘可能小。

如今已建立的後期測風塔大多是沿用了設計階段的前期測風塔，這些測風塔並未考慮已建成的風電場中的因素對測風塔測風準確度的影響。而且，目前的測風塔選址方法尚停留在定性分析上，這意味著在風電場中選取的測風塔位置可能只是比較合適的位置而非全局最優解。因此對測風塔選址工作進行定量分析是十分必要的。

技術實現要素：

本發明實施例提供了一種風電場生產運行測風塔選址方法，以解決現有技術中測風塔選址未考慮已建成的風電場中因素的影響以及測風塔位置並非全局最優解的技術問題。該方法包括：對風電場場址劃分網格，網格的交點為安裝測風塔的備選位置；在所有備選位置中選擇出滿足地形因素、障礙物因素、測風塔的代表性以及尾流因素要求的備選位置，選擇出的備選位置組成初選備選位置集合；在所述初選備選位置集合中選擇出一個滿足風資源監測選址指數、發電量後評估選址指數以及超短期功率預測選址指數的備選位置，將選擇出的一個備選位置確定為安裝所述測風塔的位置，其中，所述風資源監測選址指數表示備選位置滿足風資源監測要求的程度；發電量後評估選址指數表示備選位置滿足發電量後評估要求的程度；超短期功率預測選址指數表示備選位置滿足超短期功率預測要求的程度。

在一個實施例中，將風電場場址劃分網格，包括：確定包括所述風電場場址的矩形區域；以所述風電場場址內風電機組之間的最小距離為邊長，對所述矩形區域劃分網格。

在一個實施例中，在所有備選位置中選擇出滿足地形因素、障礙物因素、測風塔的代表性以及尾流因素要求的備選位置，選擇出的備選位置組成初選備選位置集合，包括：在所有備選位置中選擇與風電機組的海拔差小於100米且與每颱風電機組的距離大於2倍風輪直徑的備選位置，選擇出來的備選位置組成第一備選位置集合；以風電場中心為圓心，在所述第一備選位置集合中將主風向反方向的180度扇區內的備選位置排除，剩餘的備選位置組成第二備選位置集合；根據預設時段的時間序列的測風數據，計算所述第二備選位置集合中每個備選位置的平均湍流強度，計算所述第二備選位置集合中所有備選位置的平均湍流強度的平均值，在所述第二備選位置集合中排除平均湍流強度大於所述平均值的備選位置，剩餘的備選位置組成第三備選位置集合；根據預設時段的時間序列的測風數據和所述風電場場址的大小，計算所述第三備選位置集合中每個備選位置的尾流折減率，計算所述第三備選位置集合中所有備選位置的尾流折減率的平均值，在所述第三備選位置集合中選擇尾流折減率小於該平均值的備選位置，選擇出的備選位置組成第四備選位置集合；計算所述第四備選位置集合中每個備選位置的主風向上的湍流強度、水平偏差的絕對值以及入流角的絕對值，計算所述第四備選位置集合中所有備選位置的主風向上的湍流強度的平均值，作為第一平均值；計算所述第四備選位置集合中所有備選位置的水平偏差的絕對值的平均值，作為第二平均值；計算所述第四備選位置集合中所有備選位置的入流角的絕對值的平均值，作為第三平均值；排除所述第四備選位置集合中主風向上的湍流強度大於第一平均值、水平偏差的絕對值大於第二平均值且入流角的絕對值大於第三平均值的備選位置，剩餘的備選位置組成第五備選位置集合；計算所述第五備選位置集合中每個備選位置的風加速因數，計算所述第五備選位置集合中所有備選位置的風加速因數的平均值，在所述第五備選位置集合中選擇風加速因數在該平均值正負5％範圍內的備選位置，選擇出的備選位置組成所述初選備選位置集合。

在一個實施例中，在所述初選備選位置集合中選擇出一個滿足風資源監測選址指數、發電量後評估選址指數以及短期功率預測選址指數的備選位置，包括：計算所述初選備選位置集合中每個備選位置的選址指數，所述選址指數表示備選位置滿足風資源監測選址指數、發電量後評估選址指數以及超短期功率預測選址指數的程度；在所述初選備選位置集合中選擇出所述選址指數最大的一個備選位置。

在一個實施例中，通過以下公式計算每個備選位置的選址指數：其中，a是選址指數；x是風資源監測選址指數；x1為備選位置與風電機組位置的平均風速的平均值的相對誤差；x2為備選位置與風電機組位置的威布爾分布尺度參數的平均值的相對誤差；x3為備選位置與風電機組位置的威布爾分布形狀參數的平均值的相對誤差；為風電機組位置的平均風速的平均值；vmast為備選位置的平均風速；為風電機組位置的威布爾分布的尺度參數的平均值；cmast為備選位置威布爾分布的尺度參數；為風電機組位置的威布爾分布的形狀參數的平均值；kmast為備選位置威布爾分布的形狀參數；y是發電量後評估選址指數；為風電機組的發電量的平均值；qmast為備選位置的理論電量；z是超短期功率預測選址指數；pturbine為風電機組發電功率時間序列的平均值；pmast為備選位置的發電功率時間序列；pn為風電機組額定功率；n為發電功率時間序列的功率個數。

本發明實施例還提供了一種風電場生產運行測風塔選址裝置，以解決現有技術中測風塔選址未考慮已建成的風電場中因素的影響以及測風塔位置並非全局最優解的技術問題。該裝置包括：劃分模塊，用於對風電場場址劃分網格，網格的交點為安裝測風塔的備選位置；第一選擇模塊，用於在所有備選位置中選擇出滿足地形因素、障礙物因素、測風塔的代表性以及尾流因素要求的備選位置，選擇出的備選位置組成初選備選位置集合；第二選擇模塊，用於在所述初選備選位置集合中選擇出一個滿足風資源監測選址指數、發電量後評估選址指數以及超短期功率預測選址指數的備選位置，將選擇出的一個備選位置確定為安裝所述測風塔的位置，其中，所述風資源監測選址指數表示備選位置滿足風資源監測要求的程度；發電量後評估選址指數表示備選位置滿足發電量後評估要求的程度；超短期功率預測選址指數表示備選位置滿足超短期功率預測要求的程度。

在一個實施例中，所述劃分模塊，包括：區域確定單元，用於確定包括所述風電場場址的矩形區域；劃分單元，用於以所述風電場場址內風電機組之間的最小距離為邊長，對所述矩形區域劃分網格。

在一個實施例中，所述第一選擇模塊，包括：地形選擇單元，用於在所有備選位置中選擇與風電機組的海拔差小於100米且與每颱風電機組的距離大於2倍風輪直徑的備選位置，選擇出來的備選位置組成第一備選位置集合；障礙物選擇單元，用於以風電場中心為圓心，在所述第一備選位置集合中將主風向反方向的180度扇區內的備選位置排除，剩餘的備選位置組成第二備選位置集合；湍流強度選擇單元，用於根據預設時段的時間序列的測風數據，計算所述第二備選位置集合中每個備選位置的平均湍流強度，計算所述第二備選位置集合中所有備選位置的平均湍流強度的平均值，在所述第二備選位置集合中排除平均湍流強度大於所述平均值的備選位置，剩餘的備選位置組成第三備選位置集合；尾流折減率選擇單元，用於根據預設時段的時間序列的測風數據和所述風電場場址的大小，計算所述第三備選位置集合中每個備選位置的尾流折減率，計算所述第三備選位置集合中所有備選位置的尾流折減率的平均值，在所述第三備選位置集合中選擇尾流折減率小於該平均值的備選位置，選擇出的備選位置組成第四備選位置集合；第一代表性選擇單元，用於計算所述第四備選位置集合中每個備選位置的主風向上的湍流強度、水平偏差的絕對值以及入流角的絕對值，計算所述第四備選位置集合中所有備選位置的主風向上的湍流強度的平均值，作為第一平均值；計算所述第四備選位置集合中所有備選位置的水平偏差的絕對值的平均值，作為第二平均值；計算所述第四備選位置集合中所有備選位置的入流角的絕對值的平均值，作為第三平均值；排除所述第四備選位置集合中主風向上的湍流強度大於第一平均值、水平偏差的絕對值大於第二平均值且入流角的絕對值大於第三平均值的備選位置，剩餘的備選位置組成第五備選位置集合；第二代表性選擇單元，用於計算所述第五備選位置集合中每個備選位置的風加速因數，計算所述第五備選位置集合中所有備選位置的風加速因數的平均值，在所述第五備選位置集合中選擇風加速因數在該平均值正負5％範圍內的備選位置，選擇出的備選位置組成所述初選備選位置集合。

在一個實施例中，所述第二選擇模塊，包括：選址指數計算單元，用於計算所述初選備選位置集合中每個備選位置的選址指數，所述選址指數表示備選位置滿足風資源監測選址指數、發電量後評估選址指數以及超短期功率預測選址指數的程度；備選位置選擇單元，用於在所述初選備選位置集合中選擇出所述選址指數最大的一個備選位置。

在一個實施例中，所述備選位置選擇單元通過以下公式計算每個備選位置的選址指數：其中，a是選址指數；x是風資源監測選址指數；x1為備選位置與風電機組位置的平均風速的平均值的相對誤差；x2為備選位置與風電機組位置的威布爾分布尺度參數的平均值的相對誤差；x3為備選位置與風電機組位置的威布爾分布形狀參數的平均值的相對誤差；為風電機組位置的平均風速的平均值；vmast為備選位置的平均風速；為風電機組位置的威布爾分布的尺度參數的平均值；cmast為備選位置威布爾分布的尺度參數；為風電機組位置的威布爾分布的形狀參數的平均值；kmast為備選位置威布爾分布的形狀參數；y是發電量後評估選址指數；為風電機組的發電量的平均值；qmast為備選位置的理論電量；z是超短期功率預測選址指數；pturbine為風電機組發電功率時間序列的平均值；pmast為備選位置的發電功率時間序列；pn為風電機組額定功率；n為發電功率時間序列的功率個數。

在本發明實施例中，在備選位置的篩選過程中，除了考慮到地形因素、障礙物因素、測風塔的代表性因素之外，本申請還考慮了尾流因素的影響，使得安裝測風塔位置的選擇考慮了已建成風電場中尾流效應對測風塔測風的影響，有利於提高測風塔測風的準確度；進一步的，本申請了還考慮了測風塔的風資源監測、發電量後評估與超短期功率預測三種功能，並量化出了風資源監測選址指數、發電量後評估選址指數以及超短期功率預測選址指數，最終安裝測風塔位置的選擇也滿足風資源監測選址指數、發電量後評估選址指數以及超短期功率預測選址指數，使得有利於最終確定生產運行測風塔的安裝位置的全局最優解，進而有利於建立後期測風塔可以得到對整個風電場更具有代表性的測風數據，能夠為解決新能源消納問題提供更加有效的參考。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，並不構成對本發明的限定。在附圖中：

圖1是本發明實施例提供的一種風電場生產運行測風塔選址方法的流程圖；

圖2是本發明實施例提供的一種計算尾流折減率的示意圖1；

圖3是本發明實施例提供的一種計算尾流折減率的示意圖2；

圖4是本發明實施例提供的一種風電場生產運行測風塔選址裝置的結構框圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施方式和附圖，對本發明做進一步詳細說明。在此，本發明的示意性實施方式及其說明用於解釋本發明，但並不作為對本發明的限定。

在本發明實施例中，提供了一種風電場生產運行測風塔選址方法，如圖1所示，該方法包括：

步驟101：對風電場場址劃分網格，網格的交點為安裝測風塔的備選位置；

步驟102：在所有備選位置中選擇出滿足地形因素、障礙物因素、測風塔的代表性以及尾流因素要求的備選位置，選擇出的備選位置組成初選備選位置集合；

步驟103：在所述初選備選位置集合中選擇出一個滿足風資源監測選址指數、發電量後評估選址指數以及超短期功率預測選址指數的備選位置，將選擇出的一個備選位置確定為安裝所述測風塔的位置，其中，所述風資源監測選址指數表示備選位置滿足風資源監測要求的程度；發電量後評估選址指數表示備選位置滿足發電量後評估要求的程度；超短期功率預測選址指數表示備選位置滿足超短期功率預測要求的程度。

由圖1所示的流程可知，在本發明實施例中，在備選位置的篩選過程中，除了考慮到地形因素、障礙物因素、測風塔的代表性因素之外，本申請還考慮了尾流因素的影響，使得安裝測風塔位置的選擇考慮了已建成風電場中尾流效應對測風塔測風的影響，有利於提高測風塔測風的準確度；進一步的，本申請了還考慮了測風塔的風資源監測、發電量後評估與超短期功率預測三種功能，並量化出了風資源監測選址指數、發電量後評估選址指數以及超短期功率預測選址指數，最終安裝測風塔位置的選擇也滿足風資源監測選址指數、發電量後評估選址指數以及超短期功率預測選址指數，使得有利於最終確定生產運行測風塔的安裝位置的全局最優解，進而有利於建立後期測風塔可以得到對整個風電場更具有代表性的測風數據，能夠為解決新能源消納問題提供更加有效的參考。

具體實施時，上述超短期功率預測的含義可以參考國家電網公司2010年發布的《風電功率預測功能規範》，例如，超短期的功率預測時段可以為次日零時起0～4h，時間解析度可以為15min。

具體實施時，在本實施例中，將風電場場址劃分網格，包括：確定包括所述風電場場址的矩形區域；以所述風電場場址內風電機組之間的最小距離為邊長，對所述矩形區域劃分網格。具體的，可以以風電場場址的西南點坐標和東北點坐標為對角點畫出包括風電場在內的矩形區域，進而計算風電機組之間的距離，以略小於或等於風電機組間最小的距離作為網格邊長，在矩形區域內劃分網格，網格交點即為安裝測風塔的備選位置。

具體實施時，在本實施例中，篩選備選位置應分別考慮測風塔的代表性、地形和障礙物對測風塔選址的影響以及尾流效應對測風塔選址的影響，排除不符合要求的備選位置，例如，在所有備選位置中選擇出滿足地形因素、障礙物因素、測風塔的代表性以及尾流因素要求的備選位置，選擇出的備選位置組成初選備選位置集合，包括：

在所有備選位置中選擇與風電機組的海拔差小於100米且與每颱風電機組的距離大於2倍風輪直徑的備選位置，選擇出來的備選位置組成第一備選位置集合；

以風電場中心為圓心，在所述第一備選位置集合中將主風向反方向的180度扇區內的備選位置排除，剩餘的備選位置組成第二備選位置集合；

根據預設時段的時間序列的測風數據，計算所述第二備選位置集合中每個備選位置的平均湍流強度，計算所述第二備選位置集合中所有備選位置的平均湍流強度的平均值，在所述第二備選位置集合中排除平均湍流強度大於所述平均值的備選位置，剩餘的備選位置組成第三備選位置集合；

根據預設時段的時間序列的測風數據和所述風電場場址的大小，計算所述第三備選位置集合中每個備選位置的尾流折減率，計算所述第三備選位置集合中所有備選位置的尾流折減率的平均值，在所述第三備選位置集合中選擇尾流折減率小於該平均值的備選位置，選擇出的備選位置組成第四備選位置集合；

計算所述第四備選位置集合中每個備選位置的主風向上的湍流強度、水平偏差的絕對值以及入流角的絕對值，計算所述第四備選位置集合中所有備選位置的主風向上的湍流強度的平均值，作為第一平均值；計算所述第四備選位置集合中所有備選位置的水平偏差的絕對值的平均值，作為第二平均值；計算所述第四備選位置集合中所有備選位置的入流角的絕對值的平均值，作為第三平均值；排除所述第四備選位置集合中主風向上的湍流強度大於第一平均值、水平偏差的絕對值大於第二平均值且入流角的絕對值大於第三平均值的備選位置，剩餘的備選位置組成第五備選位置集合；

計算所述第五備選位置集合中每個備選位置的風加速因數，計算所述第五備選位置集合中所有備選位置的風加速因數的平均值，在所述第五備選位置集合中選擇風加速因數在該平均值正負5％範圍內的備選位置，選擇出的備選位置組成所述初選備選位置集合。

具體實施時，上述尾流折減率是指尾流效應導致的平均折減率，尾流效應包括兩種情況，1.所有風機的尾流效應：當前風電場內所有風機的尾流的相互影響(例如，一颱風機的尾流對另一颱風機的影響)。2.未來的尾流效應：考慮鄰近風電場的尾流對當前風電場的影響。

具體的，可以根據park模型或改進的park模型計算尾流折減率，例如，park模型(參考此書：meteorologyforwindenergy.larslandberg,，dnvgl，copenhagen,denmark.wiley)，考慮風力發電機後部的軸對稱風流對風力衰減的影響，參考圖2，計算公式為：

udownwind為在風機下風向距離x處的風速，uupwind為風機上風向上風機位置的風速(也叫自由流風速)，drotor為風輪直徑，ct為風機的推力係數，k為尾流衰減常量，a為常量(例如，a為0.5)，h風機輪轂高度，z0為粗糙度，t為風輪轉矩，ρ為空氣密度，u為風速，a為風輪截面積。

還可以基於改進的park模型進行計算，考慮了當後一風機部分位於前一風機所產生的尾流區域中時，後一風機後的風力衰減情況(也就是這時的風力衰減同時受兩颱風機尾流效應的影響)，參考圖3，計算公式為：

其中，cwake為用於計算考慮了尾流影響下的風速的參數,uupwind為風機上風向上風機位置的風速，udownwind為在風機下風向距離xwt2處的風速，xwt2為後一風機下風向距離處，awt2為後一風機的風輪面積，drotor為風輪直徑，aoverlap為兩風機水平方向風輪的重合面積。

也就是說，當一颱風機後面的尾流區域中無其他風機時，按照park模型計算；當一颱風機後面的尾流區域中有其他風機時，按照park模型的改進形式計算。

具體實施時，為了幫助解決新能源消納問題，測風塔應能夠滿足風資源監測、發電量後評估與超短期功率預測三種功能，但在一個風電場中同時建立三座測風塔會大大增加成本，因此，應選擇合適的位置建立一座生產運行測風塔同時滿足這三種功能，例如，在本實施例中，在所述初選備選位置集合中選擇出一個滿足風資源監測選址指數、發電量後評估選址指數以及短期功率預測選址指數的備選位置，包括：計算所述初選備選位置集合中每個備選位置的選址指數，所述選址指數表示備選位置滿足風資源監測選址指數、發電量後評估選址指數以及超短期功率預測選址指數的程度；在所述初選備選位置集合中選擇出所述選址指數最大的一個備選位置。

具體的，通過以下公式計算每個備選位置的選址指數：

其中，a是選址指數；x是風資源監測選址指數；x1為備選位置與風電機組位置的平均風速的平均值的相對誤差；x2為備選位置與風電機組位置的威布爾分布尺度參數的平均值的相對誤差；x3為備選位置與風電機組位置的威布爾分布形狀參數的平均值的相對誤差；為風電機組位置的平均風速的平均值；vmast為備選位置的平均風速；為風電機組位置的威布爾分布的尺度參數的平均值；cmast為備選位置威布爾分布的尺度參數；為風電機組位置的威布爾分布的形狀參數的平均值；kmast為備選位置威布爾分布的形狀參數；y是發電量後評估選址指數；為風電機組的發電量的平均值；qmast為備選位置的理論電量；z是超短期功率預測選址指數；pturbine為風電機組發電功率時間序列的平均值；pmast為備選位置的發電功率時間序列；pn為風電機組額定功率；n為發電功率時間序列的功率個數。

基於同一發明構思，本發明實施例中還提供了一種風電場生產運行測風塔選址裝置，如下面的實施例所述。由於風電場生產運行測風塔選址裝置解決問題的原理與風電場生產運行測風塔選址方法相似，因此風電場生產運行測風塔選址裝置的實施可以參見風電場生產運行測風塔選址方法的實施，重複之處不再贅述。以下所使用的，術語「單元」或者「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4是本發明實施例的風電場生產運行測風塔選址裝置的一種結構框圖，如圖4所示，該裝置包括：

劃分模塊401，用於對風電場場址劃分網格，網格的交點為安裝測風塔的備選位置；

第一選擇模塊402，用於在所有備選位置中選擇出滿足地形因素、障礙物因素、測風塔的代表性以及尾流因素要求的備選位置，選擇出的備選位置組成初選備選位置集合；

第二選擇模塊403，用於在所述初選備選位置集合中選擇出一個滿足風資源監測選址指數、發電量後評估選址指數以及超短期功率預測選址指數的備選位置，將選擇出的一個備選位置確定為安裝所述測風塔的位置，其中，所述風資源監測選址指數表示備選位置滿足風資源監測要求的程度；發電量後評估選址指數表示備選位置滿足發電量後評估要求的程度；超短期功率預測選址指數表示備選位置滿足超短期功率預測要求的程度。

在一個實施例中，所述劃分模塊，包括：區域確定單元，用於確定包括所述風電場場址的矩形區域；劃分單元，用於以所述風電場場址內風電機組之間的最小距離為邊長，對所述矩形區域劃分網格。

在一個實施例中，所述第一選擇模塊，包括：地形選擇單元，用於在所有備選位置中選擇與風電機組的海拔差小於100米且與每颱風電機組的距離大於2倍風輪直徑的備選位置，選擇出來的備選位置組成第一備選位置集合；障礙物選擇單元，用於以風電場中心為圓心，在所述第一備選位置集合中將主風向反方向的180度扇區內的備選位置排除，剩餘的備選位置組成第二備選位置集合；湍流強度選擇單元，用於根據預設時段的時間序列的測風數據，計算所述第二備選位置集合中每個備選位置的平均湍流強度，計算所述第二備選位置集合中所有備選位置的平均湍流強度的平均值，在所述第二備選位置集合中排除平均湍流強度大於所述平均值的備選位置，剩餘的備選位置組成第三備選位置集合；尾流折減率選擇單元，用於根據預設時段的時間序列的測風數據和所述風電場場址的大小，計算所述第三備選位置集合中每個備選位置的尾流折減率，計算所述第三備選位置集合中所有備選位置的尾流折減率的平均值，在所述第三備選位置集合中選擇尾流折減率小於該平均值的備選位置，選擇出的備選位置組成第四備選位置集合；第一代表性選擇單元，用於計算所述第四備選位置集合中每個備選位置的主風向上的湍流強度、水平偏差的絕對值以及入流角的絕對值，計算所述第四備選位置集合中所有備選位置的主風向上的湍流強度的平均值，作為第一平均值；計算所述第四備選位置集合中所有備選位置的水平偏差的絕對值的平均值，作為第二平均值；計算所述第四備選位置集合中所有備選位置的入流角的絕對值的平均值，作為第三平均值；排除所述第四備選位置集合中主風向上的湍流強度大於第一平均值、水平偏差的絕對值大於第二平均值且入流角的絕對值大於第三平均值的備選位置，剩餘的備選位置組成第五備選位置集合；第二代表性選擇單元，用於計算所述第五備選位置集合中每個備選位置的風加速因數，計算所述第五備選位置集合中所有備選位置的風加速因數的平均值，在所述第五備選位置集合中選擇風加速因數在該平均值正負5％範圍內的備選位置，選擇出的備選位置組成所述初選備選位置集合。

在一個實施例中，所述第二選擇模塊，包括：選址指數計算單元，用於計算所述初選備選位置集合中每個備選位置的選址指數，所述選址指數表示備選位置滿足風資源監測選址指數、發電量後評估選址指數以及超短期功率預測選址指數的程度；備選位置選擇單元，用於在所述初選備選位置集合中選擇出所述選址指數最大的一個備選位置。

在一個實施例中，所述備選位置選擇單元通過以下公式計算每個備選位置的選址指數：其中，a是選址指數；x是風資源監測選址指數；x1為備選位置與風電機組位置的平均風速的平均值的相對誤差；x2為備選位置與風電機組位置的威布爾分布尺度參數的平均值的相對誤差；x3為備選位置與風電機組位置的威布爾分布形狀參數的平均值的相對誤差；為風電機組位置的平均風速的平均值；vmast為備選位置的平均風速；為風電機組位置的威布爾分布的尺度參數的平均值；cmast為備選位置威布爾分布的尺度參數；為風電機組位置的威布爾分布的形狀參數的平均值；kmast為備選位置威布爾分布的形狀參數；y是發電量後評估選址指數；為風電機組的發電量的平均值；qmast為備選位置的理論電量；z是超短期功率預測選址指數；pturbine為風電機組發電功率時間序列的平均值；pmast為備選位置的發電功率時間序列；pn為風電機組額定功率；n為發電功率時間序列的功率個數。

在本發明實施例中，在備選位置的篩選過程中，除了考慮到地形因素、障礙物因素、測風塔的代表性因素之外，本申請還考慮了尾流因素的影響，使得安裝測風塔位置的選擇考慮了已建成風電場中尾流效應對測風塔測風的影響，有利於提高測風塔測風的準確度；進一步的，本申請了還考慮了測風塔的風資源監測、發電量後評估與超短期功率預測三種功能，並量化出了風資源監測選址指數、發電量後評估選址指數以及超短期功率預測選址指數，最終安裝測風塔位置的選擇也滿足風資源監測選址指數、發電量後評估選址指數以及超短期功率預測選址指數，使得有利於最終確定生產運行測風塔的安裝位置的全局最優解，進而有利於建立後期測風塔可以得到對整個風電場更具有代表性的測風數據，能夠為解決新能源消納問題提供更加有效的參考。

顯然，本領域的技術人員應該明白，上述的本發明實施例的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網絡上，可選地，它們可以用計算裝置可執行的程序代碼來實現，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執行，並且在某些情況下，可以以不同於此處的順序執行所示出或描述的步驟，或者將它們分別製作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟製作成單個集成電路模塊來實現。這樣，本發明實施例不限制於任何特定的硬體和軟體結合。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明實施例可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。