[发明专利]适用于风电场风机集群的雷电活动参数分析区域划分方法

权利要求书

1.一种适用于风电场风机集群的雷电活动参数分析区域划分方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤1：将风电场集群风机的风机经纬度坐标转换为笛卡尔坐标系下的坐标，然后在笛卡尔坐标系下确定风电场外围矩形边界坐标，要求风电场外围矩形边界包含风电场所有风机；

风电场外围矩形边界坐标位置对应的区域内利用Voronoi图法对风电场集群风机位置进行空间划分，确定每台风机对应的Voronoi凸多边形区域；

步骤2：对每台风机，以风机高度和叶片长度之和的3倍为半径，以风机所在位置为圆心画圆，确定每台风机对应的圆形区域；

步骤3：对每台风机，求取步骤1的Voronoi凸多边形区域和步骤2的圆形区域的交集，获得最终的空间划分。

2.根据权利要求1所述的适用于风电场风机集群的雷电活动参数分析区域划分方法，其特征在于：按照如下方法确定风电场集群风机分布图中每台风机对应的Voronoi凸多边形区域：以每台风机为点状生长元集合P{p₁，p₂，p₃…，p_n}，p₁，p₂，p₃…，p_n分别表示各个风机对应的位置，对二维空间任一点q，满足关系d(p_i，q)≤d(p_j，q)，i≠j的区域即为Voronoi凸多边形区域，其中，d(p_i，q)表示q点和p_i点之间的欧式距离，d(p_j，q)表示q点和p_i点之间的欧式距离，p_i和p_j分别表示对应的某个风机位置。

3.根据权利要求1所述的适用于风电场风机集群的雷电活动参数分析区域划分方法，其特征在于：按照如下方法求取步骤1的凸多边形区域和步骤2的圆形区域的交集：

步骤301：确定每台风机对应的圆形区域内的Voronoi凸多边形的边；

步骤302：确定每台风机对应的Voronoi凸多边形区域内圆形区域的圆弧；

步骤303：将每台风机的圆形区域内的Voronoi凸多边形的边与对应风机的Voronoi凸多边形区域内的圆弧进行拼接，获得每台风机对应的最终空间划分。

4.根据权利要求1所述的适用于风电场风机集群的雷电活动参数分析区域划分方法，其特征在于：步骤1中将风电场集群风机分布图中的风机经纬度坐标转换为笛卡尔坐标系下的坐标的具体方法为：

设第i台风机的经度、纬度坐标为(p_i，lon，p_i，lat)，选取笛卡尔坐标系的参考点经度、纬度坐标为(O_lon，O_lat)，地球平均半径为R，则第i台风机在笛卡尔坐标系下的位置可表示为(p_i，x，p_i，y)，其中p_i，x和p_i，y分别按公式(1)和公式(2)计算；

5.根据权利要求1所述的适用于风电场风机集群的雷电活动参数分析区域划分方法，其特征在于：在求取Voronoi凸多边形区域和圆形区域的交集时，先计算Voronoi凸多边形的边与圆形区域的圆弧的交点，按顺时针或逆时针连接圆形区域内的Voronoi凸多边形的顶点、Voronoi凸多边形的边与圆弧的交点、Voronoi凸多边形内的圆弧，即获得封闭的交集区域。

6.根据权利要求3所述的适用于风电场风机集群的雷电活动参数分析区域划分方法，其特征在于：所述步骤301中，根据d(p_i，q)≤d(p_j，q)，i≠j确定每台风机对应的圆形区域内的Voronoi凸多边形的边。