[发明专利]一种考虑地形坡度的风电场功率简化预测方法

权利要求书

1.一种考虑地形坡度的风电场功率简化预测方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)确定风电场所处位置的坡度；

(2)根据所述坡度确定风电场的风机阵列中下游风机的风轮叶片与上游风机尾流的相对位置关系；

(3)根据所述相对位置关系预测风电场的功率；

其中，步骤(2)进一步包括：

(21)确定下游风机的风轮叶片恰好完全位于相邻上游风机尾流之内时的第一临界坡度值s₁和下游风机的风轮叶片恰好完全位于相邻上游风机尾流之外的第二临界坡度值s₂；

(22)基于坡度s、第一临界坡度值s₁和第二临界坡度值s₂确定所述相对位置关系：

当s＝0时，下游风机的风轮叶片全部处于相邻上游风机的尾流中且所有风机所处高度相同，此时对应第一位置关系；

当0＜s≤K时，下游风机的风轮叶片全部处于相邻上游风机的尾流中且下游风机所处高度逐行上升，此时对应第二位置关系；

当时，下游风机的风轮叶片部分处于相邻上游风机的尾流中且下游风机所处高度逐行上升，此时对应第三位置关系；

当时，下游风机的风轮叶片完全处于相邻上游风机的尾流之外且下游风机所处高度逐行上升，此时对应第四位置关系；

其中，K为第一临界坡度值s₁为风机的尾流下降系数；R_r为风机的扇叶半径，d_row为风机水平间距。

2.根据权利要求1所述的考虑地形坡度的风电场功率简化预测方法，其特征在于，步骤(1)进一步包括：基于风电场所处位置的坡高H和坡长L确定坡度s：

3.根据权利要求1所述的考虑地形坡度的风电场功率简化预测方法，其特征在于，步骤(21)中，第一临界坡度值s₁为风机的尾流下降系数K，第二临界坡度值s₂为其中R_r为风机的扇叶半径，d_row为风机水平间距。

4.根据权利要求1所述的考虑地形坡度的风电场功率简化预测方法，其特征在于，步骤(3)中，通过以下方式预测第一位置关系时的风电场功率P_WF0：

其中，v₀为测风点的风速，m为风机的行数，n为风机的列数，P_r为风机的额定功率，C_t为风机的推力系数，d_row为风机水平间距，v_ip为风机功率曲线拐点处对应的风速，s_ip为风机功率曲线拐点处的斜率即ξ_w0为第一种位置关系时风电场的等效尾流系数，ξ^m为第m台风机的尾流系数。

5.根据权利要求1所述的考虑地形坡度的风电场功率简化预测方法，其特征在于，步骤(3)中，通过以下方式预测第二位置关系时的风电场功率P_WF1：

其中，v₀为测风点的风速，m为风机的行数，n为风机的列数，P_r为风机的额定功率，C_t为风机的推力系数，v_ip为风机功率曲线拐点处对应的风速，s_ip为风机功率曲线拐点处的斜率即z_ref为测风点高度，α_h为风速随高度变化系数，ξ_w1为第二种位置关系时风电场的等效尾流系数，i为常数，i＝1,2,…,m，m为风机的行数，C1为第二种位置关系需计算的参数。