【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種適用于場群情形下的風電場主動偏航控制方法。適用于風力發電。
技術介紹
1、風力發電機主動偏航控制是一種新興的場級協同控制技術，因工程實現難度低，尾流偏轉效率高，近年來獲得了蓬勃發展。其核心思想為：通過合理調控場區內上風向風力機與入流風的夾角，改變尾流傳播方向，以減小對下游風力機的干擾影響，從而在整體上提高風電場的風能吸收效率。
2、出于充分利用風能資源，節約電纜鋪設成本等方面的考慮，風電項目開發趨于集中化、規模化。統計數據表明，風電場的尾流能夠向下游延伸出50多公里，這無疑將對下風向的臨近風電場產生不可忽視的影響。
3、現實中，多個相鄰風電場往往隸屬不同開發實體，難以實現統一協調管理。這意味著，考慮周邊風電場的影響，對所關注的特定風電場實施主動偏航控制具有重要現實意義。而令人遺憾的是，現有主動偏航控制技術并不能滿足以上要求，其僅適用于單一風電場存在的場景，亟需進行改造升級。
4、整體而言，考慮周邊風電場影響的主動偏航控制技術，難點主要包括以下兩方面：
5、第一,入流風的動態變化會改變場群內各風力機的相對位置。這意味著，a風向角下位于目標風電場上游的風力機，b風向角下就可能處在了目標風電場的下游。當對目標風電場實施主動偏航控制時，前者情形下，需考慮源自周邊風電場尾流的干擾影響，對于后者，則無需考慮。
6、鑒于此，如何追隨入流風的動態變化，合理量化周邊風力機的影響，是目前所要解決的技術難點。
7、第二,高頻變化的入流風亦對時效性提出了高要求，而
技術實現思路
1、本專利技術要解決的技術問題是：針對上述存在的問題，提供一種適用于場群情形下的風電場主動偏航控制方法。
2、本專利技術所采用的技術方案是：一種適用于場群情形下的風電場主動偏航控制方法，包括：
3、獲取目標風電場及其周邊風電場內各風力機的風力機數據，包括坐標位置信息；
4、每隔預設時間獲取當前入流風的入流數據，包括風速信息、風向信息和湍流強度；
5、基于目標風電場及其周邊風電場內各風力機的坐標位置信息，結合入流風的風向信息，遍歷目標風電場及其周邊風電場內風力機，計算風力機i與其下風向風力機j之間的相對位置關系；
6、基于風力機i與風力機j之間的相對位置關系，以及預設的尾流膨脹速率閾值，判斷風力機j是否處在風力機i的尾流影響范圍內；
7、遍歷目標風電場內風力機，若目標風電場內某一臺或多臺風力機尾流影響范圍內的目標風電場風力機數量為0，則將該某一臺或多臺風力機定義為自由風力機；
8、將目標風電場內自由風力機的偏航角設為0，將目標風電場內除自由風力機外其余風力機的偏航角作為優化變量，考慮周邊風電場內風力機對目標風電場內風力機的尾流影響，以最大化目標風電場輸出功率為優化目標，確定目標風電場內除自由風力機外各風力機在當前入流風下的最佳偏航角布置。
9、所述風力機數據還包括類型以及所屬機型的輪轂高度、風輪直徑、風速-推力系數-功率列表、偏航修正系數。
10、基于目標風電場及其周邊風電場內各風力機的坐標位置信息，結合入流風的風向信息，計算風力機i與其下風向風力機j之間的相對位置關系，包括：
11、將各風力機的坐標位置信息轉換至相對坐標系下，該相對坐標系的x軸正向指向入流風的入流風向；
12、在相對坐標系下，基于風力機橫縱坐標大小確定目標風電場及其周邊風電場內風力機i與風力機j之間的相對位置關系。
13、在相對坐標系下，基于風力機橫縱坐標大小確定目標風電場及其周邊風電場內風力機i與風力機j之間的相對位置關系，包括：
14、其中，和分別指風力機與風力機在相對坐標下的橫、縱坐標，和依次為風力機與風力機各自的風輪直徑。
15、其中，和分別指風力機與風力機在相對坐標下的橫、縱坐標，和依次為風力機與風力機各自的風輪直徑。
16、所述目標風電場輸出功率基于目標風電場內各風力機的輸出功率確定，目標風電場內各風力機的輸出功率考慮其上風向風力機尾流影響并基于其偏航角確定。
17、所述目標風電場內各風力機的輸出功率考慮其上風向風力機尾流影響并基于其偏航角確定，包括：
18、基于入流風的風速信息，以及目標風電場內風力機i其上風向目標風電場及其周邊風電場內各風力機的尾流膨脹系數和推力系數，計算風力機i處的有效風速；
19、基于風力機i處的有效風速，以及風力機i的偏航角，確定風力機i的輸出功率。
20、所述計算風力機i處的有效風速，包括：
21、基于目標風電場內風力機i上風向目標風電場及其周邊風電場內各風力機的尾流膨脹系數和推力系數，計算上風向各風力機的孤立尾流在風力機i處的橫流速度；
22、基于上風向各風力機的孤立尾流在風力機i處的橫流速度，計算風力機i上風向各風力機尾流在風力機i處的橫向偏移量；
23、基于風力機i上風向各風力機尾流在風力機i處的橫向偏移量，確定風力機i處上風向各風力機尾流區內速度損失和附加湍流強度剖面的中心；
24、基于目標風電場內風力機i上風向各風力機的尾流膨脹系數和推力系數，計算上風向各風力機的孤立尾流在風力機i處的速度損失；
25、基于目標風電場內風力機i上風向各風力機處的有效湍流強度和各風力機的推力系數，計算上風向各風力機的孤立尾流在風力機i處的附加湍流強度；
26、基于上風向各風力機的孤立尾流在風力機i處的速度損失、附加湍流強度，以及風力機i處上風向各風力機尾流區內速度損失和附加湍流強度剖面的中心，確定上風向風力機尾流在風力機i處的風速損失和附加湍流強度；
27、基于入流風的風速信息，以及上風向風力機尾流在風力機i處的風速損失，確定風力機i處的有效風速；
28、基于入流風的湍流強度，以及上風向風力機尾流在風力機i處的附加湍流強度，確定風力機i處的有效湍流強度；
29、基于風力機i處的有效風速，確定風力機i的推力系數；基于風力機i處的有效湍流強度，確定風力機i的尾流膨脹系數。
30、一種適用于場群情形下的風電場主動偏航控制裝置，包括：
31、風力機數據獲取模塊，用于獲取目標風電場及其周邊風電場內各風力機的風力機數據，包括坐標位置信息；
32、入流數據獲取模塊，用于每隔預設時間獲取當前入流風的入流數據，包括風速信息、風向信息和湍流強度；
33、尾流影響判斷模塊，用于基于目標風電場及其周邊風電場內各風力機的坐標位置信息，結合入流風的風向信息，計算目標風電場及其周邊風電場內風力機i與其下風向風力機j之間的相對位置關系；基于風力機i與風力機j之間的相對位置關系，以及預設的尾流膨脹速率閾值，判斷風力機j是否處在風力機i的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種適用于場群情形下的風電場主動偏航控制方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的適用于場群情形下的風電場主動偏航控制方法，其特征在于，所述風力機數據還包括類型以及所屬機型的輪轂高度、風輪直徑、風速-推力系數-功率列表、偏航修正系數。
3.根據權利要求1所述的適用于場群情形下的風電場主動偏航控制方法，其特征在于，所述基于目標風電場及其周邊風電場內各風力機的坐標位置信息，結合入流風的風向信息，計算風力機i與其下風向風力機j之間的相對位置關系，包括：
4.根據權利要求3所述的適用于場群情形下的風電場主動偏航控制方法，其特征在于，所述在相對坐標系下，基于風力機橫縱坐標大小確定目標風電場及其周邊風電場內風力機i與風力機j之間的相對位置關系，包括：
5.根據權利要求1所述的適用于場群情形下的風電場主動偏航控制方法，其特征在于，所述目標風電場輸出功率基于目標風電場內各風力機的輸出功率確定，目標風電場內各風力機的輸出功率考慮其上風向風力機尾流影響并基于其偏航角確定。
6.根據權利要求5所述的適用于場群情形下的風電場主動偏航
7.根據權利要求6所述的適用于場群情形下的風電場主動偏航控制方法，其特征在于，所述計算風力機i處的有效風速，包括：
8.一種適用于場群情形下的風電場主動偏航控制裝置，其特征在于，包括：
9.一種存儲介質，其上存儲有能被處理器執行的計算機程序，其特征在于：所述計算機程序被執行時實現權利要求1~7任意一項所述適用于場群情形下的風電場主動偏航控制方法的步驟。
10.一種風電場主動偏航控制設備，具有存儲器和處理器，存儲器上存儲有能被處理器執行的計算機程序，其特征在于：所述計算機程序被執行時實現權利要求1~7任意一項所述適用于場群情形下的風電場主動偏航控制方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種適用于場群情形下的風電場主動偏航控制方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的適用于場群情形下的風電場主動偏航控制方法，其特征在于，所述風力機數據還包括類型以及所屬機型的輪轂高度、風輪直徑、風速-推力系數-功率列表、偏航修正系數。
3.根據權利要求1所述的適用于場群情形下的風電場主動偏航控制方法，其特征在于，所述基于目標風電場及其周邊風電場內各風力機的坐標位置信息，結合入流風的風向信息，計算風力機i與其下風向風力機j之間的相對位置關系，包括：
4.根據權利要求3所述的適用于場群情形下的風電場主動偏航控制方法，其特征在于，所述在相對坐標系下，基于風力機橫縱坐標大小確定目標風電場及其周邊風電場內風力機i與風力機j之間的相對位置關系，包括：
5.根據權利要求1所述的適用于場群情形下的風電場主動偏航控制方法，其特征在于，所述目標風電場輸出功率基于目標風電場內各風力機的輸出功率確定，目標風電場...
【專利技術屬性】
技術研發人員：魏德志，周胡，王尼娜，王學超，
申請(專利權)人：中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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