[发明专利]一种微风区MW级风力发电机风轮大小初选的确定方法

权利要求书

1.一种微风区MW级风力发电机风能吸收功率计算方法，其特征在于，通过对风场风速自然规律拟合计算和对风机吸收风能的算法创新，得到一种风场风能年分布规律与对应风机风能上网发电功率的计算方法，实现了研发初期经济风轮大小的可计算机编程的可计算性，步骤如下：

A)根据当地气象数据和平均海拔，按风速切变指数规律计算当地设定平均海拔处的风机轮毂处的年平均风速；

B)利用以下计算公式，实现了计算机关于风机风能吸收系数Cp对风速的直接拟合计算：

Pr(i)＝pi/2*i/(Vave^2)*exp(-pi/4*(i/Vave)^2)；

Cp1(i)＝1-exp(-pi*((i-1)/2/(Vave))^2)；

Cp2(i)＝1-exp(-pi*(i/2/(Vave))^2)；

Cp3(i)＝Cp2(i)-Cp1(i)；

Cp＝0.43*Cp3(i)/max(Cp3(i))；

其中，Pr(i)为某地区各风速的瑞利概率密度，i为当前风速，Vave为设定风场平均海拔处的风机轮毂处的年平均风速，pi为无理数π，Cp1(i)为小于等于与当前风速差值为一个单位的风速的各风速值出现概率的和，Cp2(i)为小于等于当前风速的各风速值出现概率的和，Cp3(i)为当前风速出现的概率，Cp为风机风能吸收系数；

C)按温度和高度对空气密度的影响计算设定平均海拔处平均空气密度；

D)通过风机轮毂处的年平均风速按风速瑞利分布规律估算设定风速区间的风资源年概率密度和年有效小时数；

E)根据风速区间的风资源年概率密度及年有效小时数计算风机年可利用小时数；风机年可利用小时数的计算公式为：

t＝8760*(exp(-pi*(3/2/Vave)^2)-exp(-pi*(25/2/Vave)^2))；

F)根据步骤B)中的计算公式、平均空气密度、年平均风速和总效率η计算风机风能吸收功率；风机风能吸收功率的计算公式为：其中，P为风机风能吸收功率，ρ为平均空气密度，D为风轮直径。

2.根据权利要求1所述的微风区MW级风力发电机风能吸收功率计算方法，其特征在于，所述风机风能吸收系数Cp与风速的对应关系呈瑞利密度分布曲线趋势，所选Cp最大值为桨距角0°及临界额定风速对应的最佳叶尖速比时的实际常见最大风能利用系数。

3.根据权利要求2所述的微风区MW级风力发电机风能吸收功率计算方法，其特征在于，所述步骤A)在计算年平均风速时所选取的风速垂直切变指数为1/7或0.17。