[发明专利]动态风电场风向坐标预计算系统建立方法

权利要求书

1.一种动态风电场风向坐标预计算系统建立方法，该系统由数据提取模块、风电场风向坐标转换模块、动态风电场风向坐标预计算数据库和实时调用模块构成；其特征在于，该方法包括以下步骤： 

1）数据提取：数据提取模块提取实时来流风向数据信息、各台机组原始坐标位置及风电场边界信息； 

2）风电场风向坐标计算：由风电场风向坐标转换模块根据风向数据旋转原始的大地平面坐标系，使动态风向坐标系纵轴与风向一致；平移风电场风向坐标轴至与风电场边界相切的位置；采集风电机组原始坐标系的坐标位置并转换为风电场风向坐标； 

3）建立动态风电场风向坐标预计算数据库：在步骤2）的基础上，计算各来流风况下的风电机组风向坐标位置，并将结果存入预计算数据库中，使风电机组坐标信息中体现风电场在不同风况条件下的流动特性； 

4）坐标数据的实时调用：由实时调用模块根据实时观测的来流风数据在数据库中提取相应坐标结果并传送，起到数据接口作用，然后根据具体情况，与获取到的其他相应数据一起用于风电场优化调度或功率预测。 

2.根据权利要求1所述动态风电场风向坐标预计算系统建立方法，其特征在于，所述步骤2）风电场风向坐标计算步骤： 

（1）风电场各个机组受到其他机组的尾流、湍流影响很大，尤其在来流风向上后一台机组输出功率的衰减可达20%，随着来流风向的不同，各位置点流动情况不尽相同，根据来流风向旋转坐标系，有机地将风电场各点坐标位置与风场流动信息联系起来；将动态风向坐标轴的纵轴旋转到与来流风向一致，则原始坐标轴与风向坐标轴的夹角为α： 

式中θ为t时刻风向； 

（2）平移动态风向坐标横纵轴与风电场边界相切，切点分别为A和B点，原始大地平面坐标分别为(m_A,n_A)，(m_B,n_B)；采集风电场的机组原始坐标位置为(m_i,n_i)。 

（3）在步骤（2）的基础上所得到的切线即为动态风向坐标系M’N’； 

（4）将风电机组原始坐标位置转换到新的动态风向坐标系下，坐标转换公式如下： 

其中，。

3.根据权利要求1所述动态风电场风向坐标预计算系统建立方法，其特征在于，所述步骤3）建立动态风电场风向坐标预计算数据库包含：存入不同时间间隔下不同来流风向θ_i(0°<θ<360°)对应的第i号风电机组转换而得的动态风向坐标数据(m_i',n_i')，由此建立动态风电场风向坐标预计算数据库L={(m_i',n_i')}；其中，0到360°的风向划分的角度越小，建立的数据库越精确，但若划分的角度过小会导致计算效率低下，使数据库变得冗余，所以应根据主导风向和精度要求来确定不同区间划分角度的大小；由此说明，位于风电场边缘的风电机组轮毂高度处的风况相对比较简单，与测风塔观察到的风况最接近，其预测模型、模拟模型也较容易建立；反之，越接近风电场中心的机组由于其他机组的影响流动情况变得异常复杂；可见，机组沿着来流风向距离风电场边界的远近也对流场影响显著。 

4.根据权利要求1所述动态风电场风向坐标预计算系统建立方法，其特征在于，所述步骤4）坐标数据的实时调用包含：根据实时观测第j号风电机组的来流风向数据θ_j，在数据库中提取第j号风电机组转换而得的实时风向下对应的动态风向坐标(m_j,n_j)并传送，然后根据具体需要，与获取到的其他相应数据一起用于风电场优化调度或功率预测。