一種複雜地形風電機組微觀選址方法與流程

2023-05-11 20:19:46 1

本發明涉及一種風電機組微觀選址方法，特別是一種複雜地形風電機組微觀選址方法。
背景技術：
：隨著我國風電產業的快速發展，簡單地形的風電場資源已越來越稀有，潛在的可開發風電場地形越來越複雜，複雜地形特別是山地地形對風資源有加速效應，風電場的風電機組布置及微觀選址，應根據場區內風能資源的分布情況，經綜合考慮地形地質、施工、湍流強度、入流角等各方面因素後，選擇合適的地點安裝風電機組。目前複雜地形風電機組布置及微觀選址主要是根據測風塔完整年測風數據和當地氣象站多年數據等利用如windsim和meteodynwt等專業軟體進行的，而由於測風塔的代表性以及軟體計算誤差常導致風電機組投產運營後實際發電量達不到預期，甚至出現影響機組正常安全運行的事故發生。因此如何實現複雜的地形條件下風電機組微觀選址的精準化將直接影響著項目的規模、工程安全、投資及經濟效益。雷射雷達測風儀是一種利用都卜勒頻移原理進行風資源測量的儀器設備，相較於測風塔，其體積小、重量輕、測量精度高，但現有技術中缺少雷射雷達測風儀對測風塔數據的評判方法，例如在何處設置雷射雷達測風儀，如何採集數據並處理數據，如何排除無效及不合理數據等，導致雷射雷達測風儀並未有效結合測風塔在複雜地形風電機組微觀選址中得到應用。技術實現要素：本發明所要解決的技術問題是提供一種複雜地形風電機組微觀選址方法，在合理成本範圍內提高微觀選址的準確性。本發明解決上述技術問題所採用的技術方案是：1、一種複雜地形風電機組微觀選址方法，其步驟包括：s1)基本信息收集，收集規劃風電場的測繪地形圖以及擬選機位坐標；s2)位置確定，根據地形圖地形選定需要布置雷射雷達測風儀的擬選機位坐標，所述雷射雷達測風儀布置在選定的擬選機位坐標上，並確定雷射雷達測風儀的測試高度；s3)數據採集，雷射雷達測風儀、測風塔分別進行實時測量採集，得到雷射雷達測風儀實測風速；s4)數據處理，根據測風塔的數據採集信息推算出與雷射雷達測風儀相同位置且相同高度處的推算風速；s5)準確性判斷，根據實測風速和推算風速判斷擬選機位數據準確性。進一步地，所述步驟s2中根據地貌剖面的高度及起伏幅值來確定需要布置雷射雷達測風儀的擬選機位坐標。作為優選，所述步驟s2中需要布置雷射雷達測風儀的位置為在距離擬選機位5倍風電機組擬定輪轂高度範圍內之地形起伏幅值與離擬選機位距離的比值大於等於6％，或平面坡度大於等於10°的擬選機位處。進一步地，所述步驟s3中雷射雷達測風儀與測風塔採集時間同步。更進一步，所述步驟s3中設置單元間隔時間，所述數據採集為單元間隔時間中的平均值、最大值和最小值。再進一步，所述步驟s4中包括如下步驟：s41)根據步驟s1收集的基本信息和步驟s3採集的數據，對測風數據進行完整性及合理性檢驗，剔除無效及不合理數據；s42)根據初步整理後的測風數據，得到測風塔和雷射雷達測風儀各高度風速、風向分布；s43)計算各高度層風切變指數、湍流強度以及特徵湍流強度值；s44)利用測風塔測風數據，通過meteodynwt軟體推算出雷射雷達測風儀測試點位處相同高度處的風速。再進一步，所述步驟s41中不合理數據的剔除根據參數的合理範圍、參數的合理相關性和參數的合理變化趨勢。作為優選，所述參數的合理範圍包括平均風速、風向和平均氣壓；所述參數的合理相關性包括一個間隔高度的小時平均風速差值、兩個間隔高度的小時平均風速差值和一個間隔高度的風向差值；所述參數的合理變化趨勢包括平均風速變化、平均溫度變化和平均氣壓變化。作為優選，所述步驟s5中，當實測風速與推算風速的差值絕對值比上實測風速小於等於預設值時，通過湍流強度及特徵湍流強度值對微觀選址可行性進行判斷；當實測風速與推算風速的差值絕對值比上實測風速大於預設值時，重新覆核確認軟體推算結果。本發明同現有技術相比具有以下優點及效果：通過利用雷射雷達測風儀彌補在複雜地形條件下傳統測風塔代表性不足的不利條件，實現風電機組微觀選址的優化。通過地形圖信息準確選址雷射雷達測風儀需要安裝的位置，即選取出通過軟體難以準確模擬的複雜地形，以在合適的位置設置雷射雷達測風儀，得到最優的測量次數減少檢測成本。通過合理的數據採集和數據處理方式使雷射雷達測風儀能夠有效評估軟體推算數據的準確性。總體來說具有以下好處：1、由於本發明採用的設備結構簡單，投資成本低。2、由於本發明採用的設備結構簡單，安裝靈活方便。3、本發明具有測試準確度高，特別適合複雜地形的優點。4、本發明可彌補利用測風塔和相關軟體等傳統方法進行風電場微觀選址選址所帶來的不確定性影響，提高微觀選址的準確性。附圖說明為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例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，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為複雜地形示意圖。圖2為本發明的流程圖。具體實施方式下面結合實施例對本發明做進一步的詳細說明，以下實施例是對本發明的解釋而本發明並不局限於以下實施例。實施例1：如圖2所示，本實施例包括如下步驟：s1)基本信息收集，收集規劃風電場範圍內不低於1：2000的測繪地形圖以及擬選機位坐標，地形圖須包含地形高程、測風塔坐標、建築物、地表植被、居民點等數據、圖層和坐標系統信息；s2)位置確定，根據地形圖判斷擬選機位坐標地形，確定雷射雷達測風儀的布置位置及測風高度：s21)雷射雷達測風儀的布置位置應選擇在某一擬選機位，該機位所處地形相對其他較為複雜，利用meteodynwt軟體推算時可能存在一定的不確定性；所謂複雜地形，從地貌剖面的高度及起伏幅值來確定。如圖1所示，一個場地超出下表的規定的平面坡度或地形起伏的幅值時，則為複雜地形，其中h指風機擬定輪轂高度。s22)雷射雷達測風儀測風高度設置要覆蓋測風塔所有高度層以及風電機組擬定輪轂高度，測風高度一般分別為10m、30m、50m、70m、80m、85m、90m、95m、100m測試高度。s3)數據採集，雷射雷達測風儀、測風塔分別對其所在位置處的大氣壓力、大氣溼度、大氣溫度以及其不同高度處風速、風向等進行實時測量採集，須保證雷射雷達測風儀與測風塔採集時間保持同步，數據包括10min鍾平均值、最大值、最小值等；採集時長至少一個月。s4)數據處理分析：s41)根據步驟s1收集的基本信息和步驟s3採集的數據，對測風數據進行完整性及合理性檢驗，剔除無效及不合理數據；主要參數的合理性檢驗如下表所示。參數的合理範圍參考值參數合理範圍平均風速0≤小時平均風速＜40m/s風向0≤小時平均值＜360平均氣壓(海平面)94kpa≤小時平均值≤106kpa參數的合理相關性參考值參數合理範圍50m/30m高度小時平均風速差值＜2.0m/s50m/10m高度小時平均風速差值＜4.0m/s50m/30m高度風向差值＜22.5參數的合理變化趨勢參考值參數合理變化趨勢1h平均風速變化＜6m/s1h平均溫度變化＜5℃3h平均氣壓變化＜1kpas42)根據初步整理後的測風數據，得到測風塔和雷射雷達測風儀各高度風速、風向分布；s43)計算各高度層風切變指數、湍流強度以及特徵湍流強度(v＝15±0.5m/s)值；其中，風切變指數α用下式計算：式中：v2——高度z2的風速，m/s；v1——高度z1的風速，m/s。10min湍流強度按下式計算：式中：σ——10min風速標準偏差，m/s；v——10min平均風速，m/s。特徵湍流強度表示風速在15±0.5m/s範圍內的湍流強度值。s44)將測風塔測風數據導入meteodynwt軟體，推算出雷射雷達測風儀測試點位處相同高度處的風速，其中推算值記為a1，雷射雷達測風儀實測值為b1；s5)準確性判斷：根據s4中推算值a1，與雷射雷達測風儀實測值b1比較：s51)若表明軟體推算結果可靠，根據s4中計算得到的測風塔及雷射雷達測風儀各高度10min湍流強度及特徵湍流強度(v＝15±0.5m/s)值對微觀選址可行性進行判斷；s52)若表明軟體推算結果不可靠，需進一步對點位覆核確認。此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同。凡依本發明專利構思所述的構造、特徵及原理所做的等效或簡單變化，均包括於本發明專利的保護範圍內。本發明所屬
技術領域：
的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，只要不偏離本發明的結構或者超越本權利要求書所定義的範圍，均應屬於本發明的保護範圍。當前第1頁12