[发明专利]基于SWI-RS分析法的风电场风能资源评估与预测方法及系统

权利要求书

1.基于SWI-RS分析法的风电场风能资源评估与预测方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：基于平均风速服从偏态分布的规律，采用Gamma分布拟合平均风速的累计概率分布函数，并将累计概率分布函数转化为标准正态分布函数，根据标准正态分布函数计算得到SWI指数序列，通过求解SWI指数序列的平均值得到区域风能资源估计；

步骤2：根据SWI指数序列采用去重标极差分析法求取得到Hurst指数，得到区域风能资源的变化趋势及对未来区域风能资源的变化趋势进行预测；

步骤3：根据输出风电场所在区域的SWI指数序列和Hurst指数，判断是否适合修建风电场；

所述步骤1具体为：

采用Gamma分布拟合平均风速的累计概率分布函数：

F(w)＝q+(1-q)G(w) (10)

式中，q为平均风速为0的概率，Γ(α)为Gamma函数，α为形状参数，p＝w/β，w为平均风速，β为尺度参数；

将累计概率分布函数转化为标准正态分布函数，并根据标准正态分布函数计算得到SWI指数序列：

式中：当0＜F(w)≤0.5时，

当0.5＜F(w)＜1时，

通过求解SWI指数序列的平均值得到区域风能资源估计：

根据式(17)计算指数序列{SWI_i}的平均值

其中，SWI_i表示第i个SWI指数，τ表示总的SWI个数；

当大于第一阈值时，说明此区域风能资源丰富，当不大于第一阈值时，说明此区域风能资源匮乏。

2.根据权利要求1所述的基于SWI-RS分析法的风电场风能资源评估与预测方法，其特征在于：在进行步骤1之前，还包括根据高程数据求解区域微地形特征，利用区域微地形特征对平均风速进行修正。

3.根据权利要求2所述的基于SWI-RS分析法的风电场风能资源评估与预测方法，其特征在于：所述区域微地形特征包括坡度、坡向和高程差。

4.根据权利要求3所述的基于SWI-RS分析法的风电场风能资源评估与预测方法，其特征在于：根据高程数据求解区域微地形特征，计算方法如下：

式中，slope_we和slope_sn分别表示东西和南北方向上的坡度，Δh为高程差，Δx和Δy为东西和南北方向上的水平距离；

坡度和坡向的计算公式为：

式中，slope表示坡度，aspect表示坡向，其余参数含义与式(1)一致。

5.根据权利要求2所述的基于SWI-RS分析法的风电场风能资源评估与预测方法，其特征在于：所述利用区域微地形特征对平均风速进行修正的步骤包括：

迎坡风修正系数k为：

式中，Δh为高程差，c为山坡倾角系数，计算公式如下：

狭管效应下风速的修正系数k为：

式中，θ为气流风向角；

不存在地形影响时，k＝1；

因此，经过地形修正的风速w为：

w＝k·V (6)。

6.根据权利要求1所述的基于SWI-RS分析法的风电场风能资源评估与预测方法，其特征在于：所述步骤2具体为：

根据式(19)求解得到Hurst指数：

ln[R(τ)/S(τ)]＝Hlnτ+Hlnε (19)

其中，H表示Hurst参数，可以通过最小二乘法回归得到，ε表示误差。