[发明专利]一种风电场中风力发电机的雷击风险评估方法及其系统

权利要求书

1.一种风电场中风力发电机的雷击风险评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，计算参数的设定：在待评估的风电场风力发电机组中任选一台风力发电机，记为风机D，以风机D的中心为起点，在水平方向上选取F×M个点；以风机中心为极点，记录F×M个点的极坐标，并组成一个下行先导所在位置的极坐标集合，记为集合A；

步骤S2，获取风机D所处位置的地形数据；在步骤S1得到的集合A中任取一个点记为点X，将在点X位置下的下行先导头部到大地的垂直距离记为下行先导头部对地高度H1；并取雷电流幅值为I_Py，并通过计算获得风机D在所述地形数据及雷电流幅值I_Py时点X位置下的两个电位分布曲线：有流注产生状态下雷击目标点与下行先导头部之间连线的电位分布曲线1和无流注产生状态下雷击目标点与下行先导头部之间连线的电位分布曲线2；所述雷击目标点为风力发电机叶片的叶尖的位置；

步骤S3，将点X位置下的下行先导头部到雷击目标点的直线距离记为下行先导头部对目标点距离H2，若H2＜H1，进入步骤S4；若H2≥H1，则判定在点X位置处的下行先导无法击中风机D，进入步骤S5；

步骤S4，基于步骤S2获得的电位分布曲线1和电位分布曲线2，判断雷击目标点是否有稳定迎面先导：若有稳定迎面先导则判定点X位置下的下行先导击中风机D，否则降低高度H1，并返回步骤S2；

步骤S5，按照步骤S2至步骤S4的方法逐点判断集合A中每一个点所在位置的下行先导在雷电流幅值I_Py时是否能击中风机D，并进行记录其击中风机时下该点处下行先导的高度；集合A中所有的点判断完成后，将集合A中下行先导击中风机D的所有点中最外侧的点连接起来形成一个封闭的边界，该边界所围成的区域记为雷击截收区域，其面积记为S_D′，并将记录的击中风力发电机时下行先导的高度的最小值作为该风力发电机在雷电流幅值为I_Py时的雷击截收区域的高度H_D。

2.根据权利要求1所述的风电场中风力发电机的雷击风险评估方法，其特征在于，还包括如下步骤：

步骤S6，选取距离风机D最近的一台风机E，按照步骤S1至步骤S5的方法，得到雷电流幅值为I_Py时风力发电机E的雷击截收区域面积S_E′，和雷击截收区域的高度H_E，若风力发电机D和风力发电机E的雷击截收区域在垂直方向上有重叠的区域，则转入步骤S7，并将此时重叠的区域记为雷击屏蔽区域，其面积记为S_C，否则则认为力发电机D和风力发电机E之间不存在屏蔽效应，它们的有效雷击截收区域的面积即为各自的雷击截收区域；

步骤S7，判断H_D与H_E的大小来确定风力发电机D、E的有效雷击接收面积：若H_D＞H_E，则风力发电机D的有效雷击截收区域的面积S_D＝S_D′，风力发电机E的有效雷击截收区域的面积S_E＝S_E′-S_C；若H_D＜H_E，则风力发电机D的有效雷击截收区域的面积S_D＝S_D′-S_C，风力发电机E的有效雷击截收区域的面积S_E＝S_E′；若H_D＝H_E，则风力发电机D有效的雷击截收区域的面积S_D＝S_D′-0.5S_C，风力发电机E的有效雷击截收区域的面积S_E＝S_E′-0.5S_C。