[发明专利]风力发电机风速计算方法、系统、电子设备及储存介质

权利要求书

1.一种风力发电机风速计算方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

根据上游风机与下游风机之间的距离，计算上游风机相对于下游风机的尾流衰减因子；

根据动量守恒定律，构建尾流衰减因子模型，将所述尾流衰减因子代入尾流衰减因子模型，计算上游风机对下游风机产生的平均风速衰减因子；

根据所述平均风速衰减因子计算下游风机的总风速衰减值；

根据下游风机的总风速衰减值计算下游风机的实际风速。

2.根据权利要求1所述的风力发电机风速计算方法，其特征在于，所述上游风机j与下游风机i之间的距离通过以下方式获取：

分别获取上游风机j坐标(x_j,y_j)以及下游风机i坐标(x_i,y_i)；

联合公式1、公式2以及公式3求出上游风机j与下游风机i之间的轴向距离x_ij与径向距离y_ij；其中，

其中，θ_ij代表上游风机j对下游风机i产生的尾流风向，θ^W表示给定风向。

3.根据权利要求2所述的风力发电机风速计算方法，其特征在于，所述尾流衰减因子模型具体为：

其中，x为上游风机j与下游风机i之间的轴向距离，r为上游风机j与下游风机i之间的径向距离，为上游风机j对下游风机i产生的平均风速衰减因子，A_overlap为上游风机尾流与下游风机的重叠面积，A_r表示下游风机叶片扫风面积，δ_ij(x,r)表示上游风机j相对于下游风机i的尾流衰减因子。

4.根据权利要求3所述的风力发电机风速计算方法，其特征在于，计算上游风机对下游风机产生的平均风速衰减因子具体为：

根据高斯尾流模型，计算上游风机对下游风机的尾流衰减因子，将所述尾流衰减因子代入尾流衰减因子模型中，计算所述平均风速衰减因子，所述高斯尾流模型具体为：

其中，C_t为风机的推力系数，σ为尾流宽度，D₀为上游风机的叶片直径，Z_h为风机的轮毂高度；ε为原始尾流宽度，k为尾流的线性增长速率，k≈0.35I_a，I_a为环境湍流强度。

5.根据权利要求4所述的风力发电机风速计算方法，其特征在于，所述方法还包括：

在上游风机j的全局坐标系(x,r)的基础上，基于下游风机i建立局部坐标系(r′,θ′)，通过极坐标转换尾流衰减因子模型；其中，极坐标系的转换公式具体为：

x＝x_ij 公式8；

尾流衰减因子模型具体为：

6.根据权利要求5所述的风力发电机风速计算方法，其特征在于，所述根据平均风速衰减因子计算下游风机的总风速衰减值具体为：

根据所述平均风速衰减因子计算上游风机j对下游风机i的风速衰减，其计算公式为：

叠加计算多台上游风机对一台下游风机的风速衰减，得到下游风机的总风速衰减值，其计算公式为：

其中，X为下游风机i的坐标，X＝(x,y)，j＝(1,2,3,···,n)，u_in,j为上游风机的入流风速。

7.根据权利要求6所述的风力发电机风速计算方法，其特征在于，所述根据下游风机的总风速衰减值计算下游风机的实际风速具体为：

通过风电场自由流风速减下游风机的总风速衰减值，得到下游风机的实际风速，其计算公式为：

其中，u_i(X)为下游风机i的实际风速，u_∞为风电场自由流风速。