[发明专利]一种风电场和风电区域的风电功率预测方法及系统

权利要求书

1.一种风电场和风电区域的风电功率预测方法，其特征在于，该方法包括：

A.根据图论理论，对风电场和风电区域的空间位置信息进行表征，得到风电场和风电区域的水平空间拓扑结构；

B.根据风电场和风电区域的水平空间拓扑结构，计算风电场和风电区域的统计相关系数矩阵；

C.计算风电场和风电区域的风速变化矩阵；

D.根据统计相关系数矩阵及风速变化矩阵，预测风电场和风电区域的风电功率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤A中，所述风电场的水平空间拓扑结构包括：节点及支路，其中节点为风力发电机，支路为节点间的连接线；

所述风电区域的水平空间拓扑结构包括：节点及支路，其中节点为风电场，支路为节点间的连接线。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括：

B1.对所述水平空间拓扑结构中的节点及支路进行参数化，得到参数化的节点；

B2.获取各节点的观测数据，所述观测数据包括：风速观测数据、风向观测数据及风电功率观测数据；

B3.根据各节点的观测数据，计算参数化的节点之间的相关系数，所述相关系数包括风速相关系数、风向相关系数、风电功率相关系数；

B4.根据所述参数化的节点之间的相关系数，计算参数化的节点之间的统计相关系数，得到统计相关系数矩阵。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤C包括：

C1.根据对数风速轮廓线，计算参数化的节点之间的风速垂直变化量，其中，所述对数风速轮廓线为：

uz(z)=u*κ1n(zz0)]]>

其中，z是节点距离地面的高度，z₀是粗糙度长度，u*是摩擦速度，κ是卡门常数；

C2.根据纳维-斯托克斯方程和连续方程，计算参数化的节点之间的风速三维变化量，其中，所述纳维-斯托克斯方程为：

ρ(∂tu→+(u→·▿)u→)=-▿p+2ρ(u→×Ω→)+η▿2u→-fg,]]>

所述连续方程为式中是向量微分算子，即▿=∂∂xi+∂∂yj+∂∂zk]]>或▿=(∂∂x,∂∂y,∂∂z);▿2]]>是拉普拉斯算子，即▿2=∂2∂x2i+∂2∂y2j+∂2∂z2k;▿·u→=0]]>可以写为∂ux∂x+∂uy∂y+∂uz∂z=0;∂t]]>表示对时间求导；ρ是空气密度，p是大气压强，是地球自转速度，η是剪切粘度，f_g是重力，等式左侧为风速的动量变化，等式右边第一个分量是压力梯度，第二个分量是科里奥利力，第三个分量是分子摩擦力，第四个分量是重力；

C3.根据风速垂直变化量和风速三维变化量，计算参数化的节点之间的风速变化量，得到风速变化矩阵。