[发明专利]用于计算风电场发电量的方法和设备

说明书

公开了一种用于计算风电场发电量的方法和设备。所述方法包括：判断风电场场区的地形复杂度是否超过预定复杂度；如果地形复杂度超过预定复杂度，则判断风电场场区内的测风塔数据代表性；如果测风塔数据代表性不足，则对风电场场区的气象变量进行中尺度数值模拟；提取中尺度数值模拟数据作为虚拟测风塔数据；通过使用虚拟测风塔数据来计算风电场发电量。对于地形复杂和测风塔数据代表性不足的风电场，所述方法通过补充虚拟测风塔可提高风电场发电量的计算准确性，节省测风塔安装和维护成本。

技术领域

本发明涉及风力发电领域，更具体地，涉及一种用于计算风电场发电量的方法和设备。

背景技术

风电场的建设规模、经济效益以及风险程度取决于早期风电场发电量的计算，而风电场发电量计算的多寡除了取决于各地区风资源分布的实际情况之外，还取决于发电量计算方法的适应性及精确性。一直以来，中国的三北地区都是中国风资源比较好的地区，但这些地区的风电消纳有限，因此经常出现弃风限电的现象。如此原因，导致近年来风电场的开发越来越向人口密集、电力需求旺盛的地区靠拢，而这些地区内具有风能开发价值的区域往往地形和气象条件都更加复杂。

复杂的地形和气象条件给风电场风况的仿真，以及由此进行的机组选型和发电量的计算带来了巨大的误差。其中一个主要原因是，在复杂的地形、复杂的气候条件下，如果测风塔数据代表性不足，则会给风电场风资源的评估带来巨大的误差，但是现实中由于测风塔的建设及维护开支高，因此，在很多风电场，测风塔数量不足是一个常见的现象，从而导致测风塔数据代表性不足，即，测风塔数据不能够代表风电场场区的局地气候。

鉴于此，需要能够减小由于上述因素而带来的风电场发电量计算误差的风电场发电量计算方法，从而提高风电场发电量计算准确性。

发明内容

本发明提供了一种用于计算风电场发电量的方法和设备，所述方法和设备能够在风电场场区的地形复杂以及风电场场区内的测风塔数据代表性不足的情况下，通过采用中尺度数值模式WRF(Weather Research and Forecasting Model)对风电场场区的气象变量进行中尺度数值模拟，提取中尺度数值模拟数据作为虚拟测风塔数据，并通过在计算风电场发电量时使用虚拟测风塔数据来提高风电场发电量的计算准确性。

根据本发明的一方面，提供了一种用于计算风电场发电量的方法，所述方法可包括：判断风电场场区的地形复杂度是否超过预定复杂度；如果地形复杂度超过预定复杂度，则判断风电场场区内的测风塔数据代表性；如果测风塔数据代表性不足，则对风电场场区的气象变量进行中尺度数值模拟；提取中尺度数值模拟数据作为虚拟测风塔数据；通过使用虚拟测风塔数据来计算风电场发电量。

优选地，所述方法还可包括：在对风电场场区的气象变量进行中尺度数值模拟之后且在提取中尺度数值模拟数据之前，对中尺度数值模拟数据的可靠性进行验证，并对被验证为可靠的中尺度数值模拟数据进行校正，其中，提取中尺度数值模拟数据的步骤可包括：提取被校正后的中尺度数值模拟数据作为虚拟测风塔数据。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于计算风电场发电量的设备，所述设备包括：地形复杂度判断单元，被配置为判断风电场场区的地形复杂度是否超过预定复杂度；测风塔数据代表性判断单元，被配置为在地形复杂度超过预定复杂度的情况下判断风电场场区内的测风塔数据代表性；中尺度数值模拟单元，被配置为在测风塔数据代表性不足的情况下对风电场场区的气象变量进行中尺度数值模拟；中尺度数值模拟数据提取单元，被配置为提取中尺度数值模拟数据作为虚拟测风塔数据；风电场发电量计算单元，被配置为通过使用虚拟测风塔数据来计算风电场发电量。

优选地，所述设备还可包括：可靠性验证单元，被配置为在中尺度数值模拟单元对风电场场区的气象变量进行中尺度数值模拟之后且在中尺度数值模拟数据提取单元提取中尺度数值模拟数据之前，对中尺度数值模拟数据的可靠性进行验证；数据校正单元，被配置为对被验证为可靠的中尺度数值模拟数据进行校正，其中，中尺度数值模拟单元可被配置为提取被校正后的中尺度数值模拟数据作为虚拟测风塔数据。