[0001] 本发明属于风电技术领域，尤其涉及一种基于项目区段测风塔组合预测风资源的方法及系统。

[0002] 风电项目风流场建模主要目的是估算风机排布方案各点位处的风能资源，以计算风电场发电量及相关电量指标，并进行优化设计。通常风资源工程师综合项目地形、气候条件、前期观测数据及相关资料完备度等确定采用某种数值风流场模型，进一步将一个或多个测风塔测量的风资源外推至各个预排风机位点处。多数风电项目会使用多个测风塔进行前期风能资源测量，这给全场发电量估算带来组合多个测风塔信息的挑战。

[0003] 国内外各数值风流场模型类型较多，包含流体力学的CFD风能计算软件，如Meteodyn WT、WindSim等；线性模型的风能计算软件，如WAsP、WindPRO和WindFarmer等。当项目场区内及周边测立多座测风塔时，大部分模型通常将项目区域根据测风塔、风机排布方案分为多个子区段，每个区段使用一个测风塔，每个测风塔的模拟是分别独立进行的，某子区段内所有预布的风电机组的风能资源使用该区段内分配的测风塔外推，后通过不同组合方式进行多塔综合从而得到归一的电量计算结果。也存在模型中暂无组合测风塔方式如线性模型WAsP，针对两个子区段交界处的预测风资源不连续情况存在盲区的现象，如何采用单塔综合结果通过合理的测风塔组合方式进行外推尤为关键。各软件划分子区段原则及方式不尽相同，且可实现多塔综合的软件均采用后台封装内置算法的模式供使用者进行电量估算，工程师无法综合测风塔数据质量、地形地貌特征等客观设置权重调整组合方式及优化算法。

[0004] 综上所述，常用线性模型及流体力学的CFD模型一般采用后台封装内置多塔组合算法的模式或者仅提供单一测风塔推算模式，风资源评估工程师无法根据项目实际情况调整组合方式及优化算法解决针对两个及以上区段交界处的风力发电机组风资源预测不连续，存在盲区突变的问题。

[0045] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

[0046] 参图1所示，本实施例提供了一种基于项目区段测风塔组合预测风资源的方法，包括：

[0047] 步骤S1，获取风机机位海拔高差及项目地表粗糙度信息，判断项目地形类别。

[0048] 根据项目所在地地形选用适用的风能计算软件，平坦地形及简单丘陵、低山地形宜选用线性模型如WAsP、WindPRO和WindFarmer等，复杂山地地形应选用流体力学的CFD模型如Meteodyn WT、WindSim等。一般而言，可根据海拔高差、坡度及地表粗糙度等采用定性方法进行地形分类。

[0049] 表1地形定性分类表

[0050]

[0051] 步骤S2，基于风资源数据、地理信息矢量数据(文件)、风机机型参数及风机排布方式建立风流场模型，得到风资源网格。其中：

[0052] 风资源数据：项目场区内及周边代表测风塔地理位置信息、代表年时序数据。时间维度为h或10min，要素包含风速、风向、SD等。

[0053] 地理信息矢量文件：包含场区内实测小比例尺及涵盖计算外扩范围内大区域稍大比例尺的地形图及粗糙度图元文件。

[0054] 风资源网格建模：根据地形分类方式选用适用的风能计算软件，并通过相应的数值风流场模型创建风资源网格(WRG)。

[0055] 风机选型及风机排布方式：依据代表测风塔风参指标分析结果选用合适的风力发电机组，综合资源分布、可利用布机区域等确定单一或者混排机组布置方式，鉴于风电场运维管理等方面建议合理选用两种类型。

[0056] 步骤S3，针对多个测风塔项目，将项目区域划分为多个区段，每个区段使用一个测风塔，分别获取测风塔与风机点位处距离，海拔落差，推荐选用区段测风塔。原则参考最近的测风塔“控制”该区域及地形相似度定义，如山脊区段数据山脊测风塔，避免距离最近而地形差异大。

[0057] 步骤S4，采用步骤S2风流场模型，根据步骤S3的区段测风塔划分方案将风资源从单一测风塔处外推至风力发电机组位置处，得到各风机点位轮毂高度处各电量指标。电量指标包括平均风速、考虑尾流平均风速、理论发电量、考虑尾流后发电量等。每个测风塔模拟是分别独立开展的，某区段内所有风力发电机组的风资源使用该区段分配的测风塔外推。

[0058] 步骤S5，设置区段代表塔置信系数采用加权平均优化算法对不同单一测风塔得到的风机点位处风资源参数进行合成，得到归一的电量计算结果。

[0059] 针对两个及以上区段交界处的风力发电机组风资源预测不连续情景，即当风机发电机组从分界线的一测移至另一侧时，发电量结果产生突变的情景，采用加权平均方法对不同单一测风塔得到的风机点位处风资源参数进行合成(多塔组合)。计算公式如下：

[0060]

[0061] 式中：

[0062] X：结果点出的综合变量值；

[0063] Xi：根据j测风塔所得结果点处第i次综合的变量值，即测风塔单塔计算结果；

[0064] di：从结果点到第i次综合参考点之间的距离，需考虑海拔落差；

[0065] ei：对于第i次综合结果的置信系数，常规取1，可根据测风塔数据质量、地形相似度修改；

[0066] p：距离加权指数，一般推荐距离平方，对应数值取2；

[0067] C：平滑常数，以避免方程式在非常靠近某一测风塔时无定义，常规取1。

[0068] 该基于项目区段测风塔组合预测风资源的方法，针对项目场区范围内及周边设立多座测风塔，对多个子区段交界处的预测风资源不连续情况存在盲区现象的情景，综合考虑风机点位与测风塔的地理位置水平距离、海拔落差、地形相似度确定场区子区段代表塔，并通过设置不同置信系数，对比验证选用区段内测风塔组合方式得到归一的电量计算结果。采用本发明，工程师可在根据项目地形特征选用适用风能计算软件的基础上优化算法，综合地形相似度等合理设置区段代表塔置信系数及组合方式快速估算风机点位处电量计算结果，并实现互推验证校核。

[0069] 本实施例还提供了一种基于项目区段测风塔组合预测风资源，包括：

[0070] 地形类别判断模块，用于获取风机机位海拔高差及项目地表粗糙度信息，判断项目地形类别；

[0071] 风流场建模模块，用于基于风资源数据、地理信息矢量数据、风机机型参数及风机排布方式建立风流场模型，得到风资源网格；

[0072] 区段测风塔划分模块，用于针对多个测风塔项目，将项目区域划分为多个区段，每个区段使用一个测风塔，分别获取测风塔与风机点位处距离，海拔落差，选用区段测风塔；

[0073] 风资源外推模块，用于采用风流场模型，根据区段测风塔划分方案将风资源从单一测风塔处外推至风力发电机组位置处，得到各风机点位轮毂高度处各电量指标；

[0074] 电量计算模块，用于设置区段代表塔置信系数采用加权平均优化算法对不同单一测风塔得到的风机点位处风资源参数进行合成，得到归一的电量计算结果。

[0075] 本实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现所述一种基于项目区段测风塔组合预测风资源。

[0076] 参图2所示，本实施例还提供了一种电子设备，包括：

[0077] 存储器201和处理器202，所述存储器201和所述处理器202之间互相通信连接，所述存储器201中存储有计算机指令，所述处理器202通过执行所述计算机指令，从而执行所述的一种基于项目区段测风塔组合预测风资源。

[0078] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。