專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于有效風(fēng)速的風(fēng)能評(píng)估方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)能評(píng)估方法，尤其涉及一種基于有效風(fēng)速的風(fēng)能評(píng)估方法。
背景技術(shù)：
風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)與運(yùn)營(yíng)以占據(jù)足夠多的風(fēng)能資源為前提。準(zhǔn)確的風(fēng)能資源評(píng)估對(duì)于保證風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電量和經(jīng)濟(jì)效益影響重大。在風(fēng)電場(chǎng)選址過(guò)程中，需要對(duì)所在地歷年的氣象記錄進(jìn)行調(diào)查，并設(shè)置測(cè)風(fēng)塔實(shí)際測(cè)量場(chǎng)內(nèi)的風(fēng)速，通過(guò)統(tǒng)計(jì)和分析獲得風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)功率特征。一般而言，針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)不同階段的各種應(yīng)用，需要了解的風(fēng)功率數(shù)據(jù)的時(shí)間長(zhǎng)度與時(shí)間間隔亦有所不同。在風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，為了制定風(fēng)電場(chǎng)長(zhǎng)期發(fā)電規(guī)劃和備用發(fā)電容量計(jì)劃，需要數(shù)年內(nèi)的風(fēng)功率數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)點(diǎn)的時(shí)間間隔可達(dá)小時(shí)級(jí)；為了滿(mǎn)足電力系統(tǒng)能量調(diào)度的要求，需要數(shù)周內(nèi)的風(fēng)功率數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)點(diǎn)的時(shí)間間隔一般為分鐘級(jí)；而在風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行控制中，為了保護(hù)風(fēng)電機(jī)組不受損壞，平抑其輸出功率的快速波動(dòng)，維持電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，往往需要數(shù)日內(nèi)的風(fēng)功率瞬變特性,數(shù)據(jù)點(diǎn)的時(shí)間間隔可短至秒級(jí)。風(fēng)功率與風(fēng)速密切相關(guān)，二者之間呈明顯的非線(xiàn)性關(guān)系。在傳統(tǒng)的風(fēng)能與風(fēng)功率統(tǒng)計(jì)中，所有的風(fēng)能計(jì)算都是基于一段時(shí)間內(nèi)的平均風(fēng)速進(jìn)行的。而這種傳統(tǒng)的慣用做法可能給風(fēng)能統(tǒng)計(jì)帶來(lái)不可忽視的誤差。一個(gè)明顯的不良后果是，由秒級(jí)、分鐘級(jí)和小時(shí)級(jí)等不同時(shí)間尺度的平均風(fēng)速計(jì)算得到的同一段時(shí)間內(nèi)的風(fēng)能差別甚大，無(wú)法保持一致。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述背景技術(shù)存在的缺陷，提供一種基于有效風(fēng)速的風(fēng)能評(píng)估方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種基于有效風(fēng)速的風(fēng)能評(píng)估方法，該方法包括
步驟I:數(shù)據(jù)采集
采集風(fēng)電場(chǎng)的具體數(shù)據(jù)如下一定時(shí)間段內(nèi)，分別同時(shí)通過(guò)風(fēng)速風(fēng)向儀均勻采集若干個(gè)風(fēng)電場(chǎng)迎風(fēng)方向的即時(shí)風(fēng)速K、通過(guò)溫度傳感器均勻采集若干個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的空氣熱力學(xué)溫度T、通過(guò)濕度傳感器均勻采集若干個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的空氣濕度0、通過(guò)壓力傳感器均勻采集若干個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的濕空氣壓力P，通過(guò)干濕球溫度計(jì)均勻采集若干濕空氣的干球溫度t(d)；
步驟2 :數(shù)據(jù)處理之查表獲得飽和水蒸氣分壓力P(sat)
利用干濕球溫度計(jì)測(cè)量得到的干球溫度t(d)并通過(guò)查表求得對(duì)應(yīng)于干球溫度t(d)的風(fēng)電場(chǎng)飽和水蒸氣壓力P (sat)；
步驟3 :數(shù)據(jù)處理之空氣密甚P汁算
根據(jù)溫度傳感器、濕度傳感器及壓力傳感器分別采集的T、0、P數(shù)據(jù)及步驟2中查表獲得的飽和水蒸氣壓力P(sat)，利用上述數(shù)據(jù)并通過(guò)空氣密度#計(jì)算公式 = (Ρ/287Τ) Χ(1 - 0. 37960 P(sat)/P)計(jì)算若干相應(yīng)的空氣密違P步驟4 :針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的空氣密度歷史數(shù)據(jù)，選定一取值恒定空氣密度Pe作為參考量； 步驟5 :數(shù)據(jù)處理之最小時(shí)間間隔內(nèi)的若干有效風(fēng)速及平均風(fēng)功率密度計(jì)算根據(jù)步驟3中若干得到的空氣密反P利用流體的物理學(xué)定律及動(dòng)能定理并通過(guò)有
效風(fēng)速計(jì)算公式
權(quán)利要求
1.一種基于有效風(fēng)速的風(fēng)能評(píng)估方法，其特征在于步驟I:數(shù)據(jù)采集采集風(fēng)電場(chǎng)的具體數(shù)據(jù)如下一定時(shí)間段內(nèi)，分別同時(shí)通過(guò)風(fēng)速風(fēng)向儀均勻采集若干個(gè)風(fēng)電場(chǎng)迎風(fēng)方向的即時(shí)風(fēng)速K、通過(guò)溫度傳感器均勻采集若干個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的空氣熱力學(xué)溫度T、通過(guò)濕度傳感器均勻采集若干個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的空氣濕度0、通過(guò)壓力傳感器均勻采集若干個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的濕空氣壓力P，通過(guò)干濕球溫度計(jì)均勻采集若干濕空氣的干球溫度t(d)；步驟2 :數(shù)據(jù)處理之查表獲得飽和水蒸氣分壓力P(sat)利用干濕球溫度計(jì)測(cè)量得到的干球溫度t(d)并通過(guò)查表求得對(duì)應(yīng)于干球溫度t(d)的風(fēng)電場(chǎng)飽和水蒸氣壓力P (sat)；步驟3 :數(shù)據(jù)處理之空氣密度#汁算根據(jù)溫度傳感器、濕度傳感器及壓力傳感器分別采集的T、0、P數(shù)據(jù)及步驟2中查表獲得的飽和水蒸氣壓力P(sat)，利用上述數(shù)據(jù)并通過(guò)空氣密度々計(jì)算公式 = (Ρ/287Τ) Χ(1 - 0. 37960 P(sat)/P)計(jì)算若干相應(yīng)的空氣密度夕；步驟4 :針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的空氣密度歷史數(shù)據(jù)，選定一取值恒定空氣密度Λ作為參考量； 步驟5 :數(shù)據(jù)處理之最小時(shí)間間隔內(nèi)的若干有效風(fēng)速及平均風(fēng)功率密度計(jì)算根據(jù)步驟3中若干得到的空氣密度#，利用流體的物理學(xué)定律及動(dòng)能定理并通過(guò)有效風(fēng)速計(jì)算公式=Pdtv也計(jì)算若干個(gè)最小時(shí)間間隔的針對(duì)空氣和.T0 K密度變化的有效風(fēng)速，并通過(guò)所得的若干對(duì)應(yīng)時(shí)刻的有效風(fēng)速及平均風(fēng)功率密度公式
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于有效風(fēng)速的風(fēng)能評(píng)估方法，其特征在于風(fēng)速風(fēng)向傳感器以小于或者等于I秒時(shí)間間隔對(duì)即時(shí)風(fēng)速進(jìn)行采集以便獲取瞬時(shí)風(fēng)速。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于有效風(fēng)速的風(fēng)能評(píng)估方法，其特征在于風(fēng)速風(fēng)向儀采集風(fēng)電場(chǎng)迎風(fēng)方向的即時(shí)風(fēng)速的采樣頻率為I秒I次。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于有效風(fēng)速的風(fēng)能評(píng)估方法，其特征在于采用分層數(shù)據(jù)的形式進(jìn)行風(fēng)速的統(tǒng)計(jì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于有效風(fēng)速的風(fēng)能評(píng)估方法，其特征在于采樣時(shí)間間隔長(zhǎng)短作為不同層級(jí)分層劃分的依據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于有效風(fēng)速的風(fēng)能評(píng)估方法，其特征在于至少包括兩個(gè)層級(jí)時(shí)間間隔，即至少包括具有最小時(shí)間間隔的基礎(chǔ)層級(jí)與具有大時(shí)間間隔的高層級(jí)兩個(gè)層級(jí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于有效風(fēng)速的風(fēng)能評(píng)估方法，其特征在于Vjjw、的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)相等并具有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，也即I、P.的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)相等并且一一對(duì)應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于有效風(fēng)速的風(fēng)能評(píng)估方法，其特征在于步驟4中空氣密度Λ針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)所在地區(qū)的空氣密度數(shù)據(jù)通過(guò)算數(shù)平均的方式計(jì)算。
9.一種基于有效風(fēng)速的風(fēng)能評(píng)估方法，其特征在于步驟I :針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的空氣密度歷史數(shù)據(jù)，選定一取值恒定空氣密度凡作為參考量； 步驟2 :數(shù)據(jù)采集采集風(fēng)電場(chǎng)的具體數(shù)據(jù)如下一定時(shí)間段內(nèi)，分別同時(shí)通過(guò)風(fēng)速風(fēng)向儀均勻采集若干個(gè)風(fēng)電場(chǎng)迎風(fēng)方向的即時(shí)風(fēng)速^通過(guò)溫度傳感器均勻采集若干個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的空氣熱力學(xué)溫度Τ、通過(guò)濕度傳感器均勻采集若干個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的空氣濕度0、通過(guò)壓力傳感器均勻采集若干個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的濕空氣壓力P，通過(guò)干濕球溫度計(jì)均勻采集若干濕空氣的干球溫度t(d)；步驟3 :數(shù)據(jù)處理之查表獲得飽和水蒸氣分壓力P(sat)利用干濕球溫度計(jì)測(cè)量得到的干球溫度t(d)并通過(guò)查表求得對(duì)應(yīng)于干球溫度t(d)的風(fēng)電場(chǎng)飽和水蒸氣壓力P (sat)；步驟4 :數(shù)據(jù)處理之空氣密度#計(jì)算根據(jù)溫度傳感器、濕度傳感器及壓力傳感器分別采集的T、0、P數(shù)據(jù)及步驟2中查表獲得的飽和水蒸氣壓力P(sat)，利用上述數(shù)據(jù)并通過(guò)空氣密度P計(jì)算公式P = (P/287T) X (I - O. 37960 P(sat)/P)計(jì)算若干相應(yīng)的空氣密度P ；步驟5 :數(shù)據(jù)處理之最小時(shí)間間隔內(nèi)的若干有效風(fēng)速及平均風(fēng)功率密度計(jì)算根據(jù)步驟4中若干得到的空氣密反#利用流體的物理學(xué)定律及動(dòng)能定理并通過(guò)有效風(fēng)速計(jì)算公式^^計(jì)算若干個(gè)最小時(shí)間間隔的針對(duì)空氣 密度變化的有效風(fēng)速，并通過(guò)所得的若干對(duì)應(yīng)時(shí)刻的有效風(fēng)速及平均風(fēng)功率密度公式
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于有效風(fēng)速的風(fēng)能評(píng)估方法，該方法包括步驟1數(shù)據(jù)采集；步驟2數(shù)據(jù)處理之查表獲得飽和水蒸氣分壓力P(sat)；步驟3數(shù)據(jù)處理之空氣密度ρ計(jì)算；步驟4針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的空氣密度歷史數(shù)據(jù)，選定一取值恒定空氣密度作為參考量；步驟5數(shù)據(jù)處理之最小時(shí)間間隔內(nèi)的若干有效風(fēng)速及平均風(fēng)功率密度計(jì)算；步驟6數(shù)據(jù)處理之最小時(shí)間間隔內(nèi)的有效風(fēng)速向任一較大時(shí)間間隔內(nèi)的有效風(fēng)速的轉(zhuǎn)換；步驟7數(shù)據(jù)處理之任一較大時(shí)間間隔內(nèi)的風(fēng)能評(píng)估。本發(fā)明一種基于有效風(fēng)速的風(fēng)能評(píng)估方法不僅可以準(zhǔn)確地對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)能進(jìn)行評(píng)估，而且在進(jìn)行風(fēng)能評(píng)估時(shí)，結(jié)果不受時(shí)間段長(zhǎng)短的影響。
文檔編號(hào)G06F19/00GK102609611SQ20111044028
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者柴建云, 苗強(qiáng) 申請(qǐng)人:成都阜特科技有限公司