CN106296462A - 一种基于双测风塔数据的既有风电场粗糙度值确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于双测风塔数据的既有风电场粗糙度值确定方法，包括：步骤1，在既有风电场或其临近区域内收集双测风塔数据；步骤2，数据分组；步骤3，对每组数据分别进行检验和处理；步骤4，初绘粗糙度线；步骤5，采用“双塔法”确定各局部区域粗糙度值；步骤6，判断既有风电场是否投产，若否，粗糙度值确定完毕，若是，进入步骤7；步骤7，细化既有风电场粗糙度线；步骤8，建立既有风电场投产后阶段其粗糙度值计算表达式；步骤9，采用“双塔法”确定既有风电场区域粗糙度值。本发明填补了现阶段对既有风电场区域粗糙度值设置方法问题的空白，可引入到今后在既有风电场存在条件下其临近风电场的风能资源评估工作中。

Description

一种基于双测风塔数据的既有风电场粗糙度值确定方法

技术领域

本发明涉及一种基于双测风塔数据的既有风电场粗糙度值确定方法，属于平坦地形风电场风能评估领域。

背景技术

我国沿海地区大多具有地形平坦、风能资源较丰富、交通便利、施工条件好等优势，是理想的风电场建设区域。但随着我国风电行业的迅速发展，沿海地区可利用的土地资源越来越有限，拟规划风电场周边存在既有风电场的现象越来越突出。

早期的沿海风电场开发中，拟规划风电场附近的既有风电场大多也处于规划或准备建设阶段，此时，风机尚未投产运行，既有风电场的存在不会对周边区域风速产生影响，其粗糙度值设置标准可根据自身地形地貌特点参考相应的粗糙度长度数值确定表，比如《风电场工程技术手册》中平坦地形粗糙度等级及对应的粗糙度长度数值表。然而近年来，既有风电场处于建成投产阶段的情况增多，此时，投产后的既有风电场相当于原有地貌上新兴的障碍物，其会造成下游区域风速出现一定程度突然减小，而后逐渐恢复的现象。但是有关投产后既有风电场区域的粗糙度取值标准在现有的粗糙度长度数值确定表中并未给出，依靠查表的方式已不适用，而且到目前为止，针对此方面的研究也几乎没有。众所周知，能否准确模拟风电场风能资源分布规律是影响风电场发电量估算和选址工作的可靠性以及整个项目经济效益的一个重要因素，尤其是对于投资较大的大型风电场，如何确定周边既有风电场区域粗糙度值提高整个场区风能资源模拟结果的准确性显得尤为重要。随着近年来我国沿海风电的迅速发展，此问题更加突出，急需得到解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于双测风塔数据的既有风电场粗糙度值确定方法，以两测风塔测风数据为基础条件展开计算，确定既有风电场粗糙度值。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于双测风塔数据的既有风电场粗糙度值确定方法，包括以下步骤，

1)，在既有风电场或其临近区域内收集两座测风塔的测风数据；

所述测风数据包括两座测风塔在既有风电场投产前同一测风年和投产后同一测风年内风速和风向数据；

2)，进行数据分组；

3)，对每组数据分别进行检验和处理；

4)，初绘粗糙度线；根据投产前阶段既有风电场及其临近区域的地形特点及分布划分为若干个局部区域，并绘制相应的粗糙度线，粗糙度线范围距离研究区域边界L米及以上；所述研究区域是指需要评估风资源分布规律的区域；

5)，采用“双塔法”确定各局部区域粗糙度值；

6)，判断既有风电场是否投产，若否，粗糙度值确定完毕，若是，进入步骤7)；

7)，细化既有风电场粗糙度线；

8)，建立既有风电场投产后阶段粗糙度值计算表达式；

9)，采用“双塔法”确定既有风电场区域粗糙度值。

前述的步骤2)中，根据既有风电场投产前同一测风年和投产后同一测风年两个时段将每座测风塔测风数据分为两组，总共得到四组数据。

前述的步骤3)中，数据检验和处理是指对每组测风数据分别进行统计分析，剔除缺测和无效测风数据后，分别计算每组测风数据有效完整率是否大于K％，若满足要求，则测风数据检验合格，否则对不满足要求的那组数据中的缺测和无效测风数据进行插补修正，然后重新检验直至全部四组测风数据有效完整率均大于K％；

所述有效完整率的计算公式如下：

其中，S表示应测数目，即测量期间小时数，S₀表示缺测数目，即没有记录到的小时平均值数目，S₁表示无效数据数目，即确认为不合理的小时平均值数目；

所述插补修正的方法为：

对于长时段缺测和无效测风数据，根据同塔相邻高度间的风切变或相关关系或者是邻塔相同高度间的相关关系进行相关插补替换；对于零星缺测和无效数据，采用相同高度相邻同时段数据直接进行插补替换；风向明显异常的，采用同塔相邻高度风向直接替换；若某时段该塔各层风向均无效，则采用邻塔相同高度风向替代。

前述的K＝90。

前述的L＝3000。

前述的步骤5)中，采用“双塔法”确定各局部区域粗糙度值的过程为：

(5-1)提取投产前阶段两测风塔在模拟高度处的数据计算文件；

(5-2)在两测风塔中选定一塔作为计算输入点，另一塔作为校验点；

(5-3)根据平坦地形粗糙度等级及对应的粗糙度长度数值表确定各局部区域粗糙度取值范围；

(5-4)在步骤(5-3)的取值范围内选取下限值作为各局部区域粗糙度值；

(5-5)对步骤4)的各粗糙度线进行赋值；

(5-6)采用风资源评估软件模拟计算校验点处计算风速；

(5-7)根据公式ε＝|Δv₁/v₁|×100％＝|(v₁′-v₁)/v₁|×100％计算校验点处风速误差，

其中，ε表示投产前阶段校验点在模拟高度处的风速误差，Δv₁表示投产前阶段检验点在模拟高度处计算风速与实测风速的差值，v₁′表示投产前阶段校验点在模拟高度处的计算风速，v₁表示投产前阶段校验点在模拟高度处的实测风速；

(5-8)验证ε是否不超过m％，若不超过，则粗糙度值确定完毕，若超过，在步骤(5-3)确定的取值范围内重新调整粗糙度值然后重复步骤(5-5)～(5-8)直至ε不超过m％。

前述的m＝0.5。

前述的步骤7)中，根据既有风电场内风机轮毂高度H、叶轮直径D以及风机间平均距离L的变化情况将既有风电场区域细分为若干个小区域，并绘制相应的粗糙度线。

前述的步骤8)中，建立既有风电场投产后阶段其粗糙度值计算表达式，过程如下：

以风机挡风面积相等为原则将运行中的风机等效成正方形障碍物，等效后，障碍物与障碍物之间的空隙为一定值，定义A为等效后障碍物与障碍物之间的平均空隙量，定义B为等效后的正方形边长，则：

$B=\sqrt{\mathrm{\π}{\left(\frac{D}{2}\right)}^2}=\frac{D}{2}\sqrt{\mathrm{\π}}---\left(3\right)$

A＝L-B (4)

则：既有风电场投产后阶段其粗糙度值为：

$z_{02}=k\frac{H+B/2}{A}=k\frac{H+\sqrt{\mathrm{\π}}\·D/4}{L-\sqrt{\mathrm{\π}}\·D/2}---\left(5\right)$

其中，z₀₂为既有风电场投产后阶段其粗糙度值，k表示为比例系数，

其中，H和D根据场区内机型确定，L根据既有风电场呈块状还是带状分布分为两种表达形式：

当既有风电场呈块状风电场时，

$L=(\stackrel{\‾}{d_r}+\stackrel{\‾}{d_c})/2---\left(1\right)$

当既有风电场呈带状风电场时，

$L=\stackrel{\‾}{d_f}---\left(2\right)$

其中，表示块状风电场中风机行间距平均值，表示块状风电场中风机列间距平均值，表示带状风电场中各风机间距的平均值。

前述的步骤9)中，采用“双塔法”确定既有风电场区域粗糙度值的关键在于比例系数k的确定，具体计算过程为：

(9-1)假定在同一研究过程中，k为一定值；

(9-2)提取投产后阶段两测风塔在模拟高度处的数据计算文件；

(9-3)令i＝0，选定k₀、Δk和n值，

其中，i表示迭代次数，k₀表示比例系数k的初值，Δk表示k的递增量，n表示迭代次数上限值；

(9-4)将k_i值代入建立的表达式(5)中计算既有风电场投产后阶段其粗糙度值；

(9-5)对步骤7)的既有风电场区域粗糙度线进行重新赋值；

(9-6)采用风资源评估软件模拟计算校验点处计算风速；

(9-7)根据x＝v₂′-v₂计算校验点处风速差值，

其中，x表示投产后阶段校验点在模拟高度处计算风速与实测风速的差值，v₂′表示投产后阶段校验点在模拟高度处的计算风速，v₂表示投产后阶段校验点在模拟高度处的实测风速；

(9-8)验证x是否等于Δv₁，若否，令i＝i+1，进入步骤(9-9)，若是，进入步骤(9-13)；

(9-9)判断i是否大于n，若否，令k_i＝k_i-1+Δk，重复步骤(9-4)～(9-8)，若是，令i＝i-1，进入步骤(9-10)；

(9-10)整理计算结果(x₀,k₀),(x₁,k₁),…,(x_n,k_n)；

(9-11)以x为横轴，k为纵轴在直角坐标系中绘制散点，采用最小二乘法拟合散点数据得到相关方程k＝f(x)；

(9-12)将x＝Δv₁带入方程k＝f(x)计算最终k值，

(9-13)根据最终所得k值带入公式(5)确定既有风电场投产后阶段其粗糙度值。

本发明所达到的有益效果：

1)本发明不仅填补了现阶段既有风电场区域粗糙度值确定方法问题的空白，还在一定程度上大大提高了既有风电场及其临近区域风资源分布规律模拟结果的准确性，为后续既有风电场临近场区发电量估算和选址工作奠定基础；

2)本发明方法以两测风塔测风数据为基础条件展开计算，实施过程简便，思路独特新颖，而且提出的计算公式对前期资料的需求相对比较基本，容易获取，这给实际工程中前期资料的准备工作带来了较大便利，在一定程度上能够缩短资料收集时间，降低工作难度，贴合工程实际情况的同时能够充分调动工程师的设计经验；

3)本发明方法经过我国沿海几个典型风电工程的应用证明，计算可操作性强，风能资源分布规律的模拟结果准确合理，为今后在既有风电场存在条件下其临近风电场的风能资源评估工作的开展提供了极大帮助。

附图说明

图1为本发明基于双测风塔数据的既有风电场粗糙度值确定方法的流程图；

图2为各局部区域粗糙度值确定方法的流程图；

图3为既有风电场投产后阶段粗糙度值确定方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明的基于双测风塔数据的既有风电场粗糙度值确定方法，包括以下步骤：

步骤1，在既有风电场或其临近区域内收集双测风塔数据。

测风数据包括两座测风塔在既有风电场投产前同一测风年和投产后同一测风年内风速和风向数据。

步骤2，进行数据分组。

根据既有风电场投产前同一测风年和投产后同一测风年两个时段将每座测风塔测风数据分为两组，总共得到四组数据。

步骤3，对每组数据分别进行检验和处理。

数据检验和处理是指对每组测风数据分别进行统计分析，剔除缺测和无效测风数据后，分别计算每组测风数据有效完整率是否大于K％，若满足要求，则测风数据检验合格，否则对不满足要求的那组测风数据中的缺测和无效测风数据进行插补修正，然后重新检验直至全部四组测风数据有效完整率均大于K％，其中K最优取值为90。

有效完整率的计算公式如下：

其中，S表示应测数目，即测量期间小时数，S₀表示缺测数目，即没有记录到的小时平均值数目，S₁表示无效数据数目，即确认为不合理的小时平均值数目。

“插补修正”的方法为：

(1)对于长时段缺测和无效测风数据，根据同塔相邻高度间的风切变或相关关系或者是邻塔相同高度间的相关关系进行相关插补替换；其他时段零星缺测和无效数据，采用相同高度相邻同时段数据直接进行插补替换。

(2)风向明显异常的，采用同塔相邻高度风向直接替换；若某时段该塔各层风向均无效，则采用邻塔相同高度风向替代。

步骤4，初绘粗糙度线。

根据投产前阶段既有风电场及其临近区域的地形特点及分布划分为若干个局部区域，并绘制相应的粗糙度线，粗糙度线范围距离研究区域边界L米及以上，其中L最优取值为3000。研究区域指需要评估风资源分布规律的区域。

步骤5，采用“双塔法”确定各局部区域粗糙度值，如图2所示，具体过程如下：

(1)提取投产前阶段两测风塔在模拟高度处的数据计算文件；

(2)在两测风塔中选定一塔作为计算输入点，另一塔作为校验点；

(3)根据平坦地形粗糙度等级及对应的粗糙度长度数值表确定各局部区域粗糙度取值范围，其中平坦地形粗糙度等级及对应的粗糙度长度数值表见表1；

表1平坦地形粗糙度等级及对应的粗糙度长度数值表

粗糙度z0/m	地形特点
		1.0	城市、森林
0.5	市郊
		0.3	掩体地带
0.2	多树木或灌木
		0.1	封闭状态农田
0.05	开阔状态农田
		0.03	具有较少建筑物、树木等以及机场区域
0.01	机场跑道区域、被割的草地
		0.005	开阔地(光滑)
0.001	雪地(光滑)
		0.0003	沙土地(光滑)
0.0001	水域(湖、河流入海口、开阔的海)

(4)在取值范围内选取下限值作为各局部区域粗糙度值；

(5)对步骤4的各粗糙度线进行赋值，即以步骤(4)确定的各局部区域粗糙度值为条件对步骤4的各粗糙度线两侧或包围区域内、外分别赋予粗糙度值；

(6)采用风资源评估软件模拟计算校验点处计算风速；

(7)根据公式ε＝|Δv₁/v₁|×100％＝|(v₁′-v₁)/v₁|×100％计算校验点处风速误差，其中，ε表示投产前阶段校验点在模拟高度处的风速误差，Δv₁表示投产前阶段检验点在模拟高度处计算风速与实测风速的差值，v₁′表示投产前阶段校验点在模拟高度处的计算风速，v₁表示投产前阶段校验点在模拟高度处的实测风速；

(8)验证ε是否不超过m％，若不超过，则粗糙度值确定完毕，若超过，在步骤(3)确定的取值范围内重新调整粗糙度值然后重复步骤(5)～(8)直至ε不超过m％，其中m最优取值为0.5。

步骤6，判断既有风电场是否投产，若否，粗糙度值确定完毕，若是，进入步骤7。

步骤7，细化既有风电场粗糙度线。

根据既有风电场内风机轮毂高度H、叶轮直径D以及风机间平均距离L的变化情况将既有风电场区域细分为若干个小区域(若H、D和L在整个既有风电场区域内均无变化，则不需细分)，并绘制相应的粗糙度线。

步骤8，建立既有风电场投产后阶段其粗糙度值计算表达式。

假定在投产前后两个测风年时段内，既有风电场临近区域地形地貌未有改变，且影响投产后阶段既有风电场区域粗糙度值的主要因素为风机轮毂高度H、叶轮直径D以及风机间平均距离L，其他因素暂不考虑。

鉴于在(H-D/2，H+D/2)的模拟高度范围内，运行中的风机类似于一个圆形的障碍物，此时，障碍物与障碍物之间的空隙是随着高度变化而变化的，为简化计算考虑，本次以风机挡风面积相等为原则将圆形等效成正方形，等效后，障碍物与障碍物之间的空隙为一定值，在此，定义A为等效后障碍物与障碍物(即各风机)之间的平均空隙量，定义B为等效后的正方形边长。

假设既有风电场投产后阶段其粗糙度值为z₀₂，根据上述假定条件可知z₀₂是与H、D和L有关的函数，其中H和D根据场区内机型可直接确定，L根据既有风电场呈块状还是带状分布分为两种表达形式：

(1)当既有风电场呈块状风电场时，

$L=(\stackrel{\‾}{d_r}+\stackrel{\‾}{d_c})/2---\left(1\right)$

(2)当既有风电场呈带状风电场时，

$L=\stackrel{\‾}{d_f}---\left(2\right)$

其中，表示块状风电场中风机行间距平均值，表示块状风电场中风机列间距平均值，表示带状风电场中各风机间距的平均值。

等效后的正方形边长B为：

$B=\sqrt{\mathrm{\π}{\left(\frac{D}{2}\right)}^2}=\frac{D}{2}\sqrt{\mathrm{\π}}---\left(3\right)$

风机间的平均空隙量A为：

A＝L-B (4)

可以想象当风机轮毂高度H和等效后的边长B越大，即既有风电场高度(H+B/2)越高，粗糙度值z₀₂相应越大；当风机间的平均空隙量A越大，即场区内风机越稀疏，z₀₂相应越小，因此可以假设：

$z_{02}=k\frac{H+B/2}{A}=k\frac{H+\sqrt{\mathrm{\π}}\·D/4}{L-\sqrt{\mathrm{\π}}\·D/2}---\left(5\right)$

其中，k表示为比例系数。

将H、D和L值代入推导的公式(5)中建立投产后阶段既有风电场区域粗糙度值表达式，此时，该表达式中仅有未知量k，只要k值确定，既有风电场粗糙度值即可确定。

步骤9，采用“双塔法”确定既有风电场区域粗糙度值，如图3所示，具体过程如下：

(1)假定在同一研究过程中，k近似看成一定值；

(2)提取投产后阶段两测风塔在模拟高度处的数据计算文件；

(3)令i＝0，选定k₀、Δk和n值，

其中，i表示迭代次数，k₀表示比例系数k的初值，Δk表示k的递增量，n表示迭代次数上限值；

(4)将k_i值代入建立的表达式(5)中计算既有风电场粗糙度值；

(5)对步骤7的既有风电场区域粗糙度线进行重新赋值，即以步骤(4)确定的粗糙度值为条件对既有风电场粗糙度线包围区域内、外重新赋予粗糙度值；

(6)采用风资源评估软件模拟计算校验点处计算风速；

(7)根据x＝v₂′-v₂计算校验点处风速差值，

其中，x表示投产后阶段校验点在模拟高度处计算风速与实测风速的差值，v₂′表示投产后阶段校验点在模拟高度处的计算风速，v₂表示投产后阶段校验点在模拟高度处的实测风速；

(8)验证x是否等于Δv₁，若否，令i＝i+1，进入步骤(9)，若是，进入步骤(13)；

(9)判断i是否大于n，若否，令k_i＝k_i-1+Δk，重复步骤(4)～(8)，若是，令i＝i-1，进入步骤(10)；

(10)整理计算结果(x₀,k₀),(x₁,k₁),…,(x_n,k_n)；

(11)以x为横轴，k为纵轴在直角坐标系中绘制散点，采用最小二乘法拟合散点数据得到相关方程k＝f(x)；

(12)将x＝Δv₁带入方程k＝f(x)计算最终k值，

(13)根据最终所得k值带入公式(5)确定既有风电场粗糙度值。

上述提出的方法不仅填补了现阶段既有风电场区域粗糙度值确定方法问题的空白，还在一定程度上大大提高了既有风电场及其临近区域风资源分布规律模拟结果的准确性，为后续既有风电场临近场区发电量估算和选址工作奠定基础，而且以两测风塔测风数据为基础条件展开计算，实施过程简便，思路独特新颖，提出的计算公式对前期资料的需求也相对比较基本，容易获取，这给实际工程中前期资料的准备工作带来了较大便利，在一定程度上能够缩短资料收集时间，降低工作难度，贴合工程实际情况的同时能够充分调动工程师的设计经验，经过我国沿海几个典型风电工程的应用证明，计算可操作性强，风能资源分布规律的模拟结果准确合理，为今后在既有风电场存在条件下其临近风电场的风能资源评估工作的开展提供了极大帮助。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于双测风塔数据的既有风电场粗糙度值确定方法，其特征在于：包括以下步骤，

1)，在既有风电场或其临近区域内收集两座测风塔的测风数据；

所述测风数据包括两座测风塔在既有风电场投产前同一测风年和投产后同一测风年内风速和风向数据；

2)，进行数据分组；

3)，对每组数据分别进行检验和处理；

4)，初绘粗糙度线；根据投产前阶段既有风电场及其临近区域的地形特点及分布划分为若干个局部区域，并绘制相应的粗糙度线，粗糙度线范围距离研究区域边界L米及以上；所述研究区域是指需要评估风资源分布规律的区域；

5)，采用“双塔法”确定各局部区域粗糙度值；

6)，判断既有风电场是否投产，若否，粗糙度值确定完毕，若是，进入步骤7)；

7)，细化既有风电场粗糙度线；

8)，建立既有风电场投产后阶段粗糙度值计算表达式；

9)，采用“双塔法”确定既有风电场区域粗糙度值。

2.根据权利要求1所述的一种基于双测风塔数据的既有风电场粗糙度值确定方法，其特征在于：所述步骤2)中，根据既有风电场投产前同一测风年和投产后同一测风年两个时段将每座测风塔测风数据分为两组，总共得到四组数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于双测风塔数据的既有风电场粗糙度值确定方法，其特征在于：所述步骤3)中，数据检验和处理是指对每组测风数据分别进行统计分析，剔除缺测和无效测风数据后，分别计算每组测风数据有效完整率是否大于K％，若满足要求，则测风数据检验合格，否则对不满足要求的那组数据中的缺测和无效测风数据进行插补修正，然后重新检验直至全部四组测风数据有效完整率均大于K％；

所述有效完整率的计算公式如下：

其中，S表示应测数目，即测量期间小时数，S₀表示缺测数目，即没有记录到的小时平均值数目，S₁表示无效数据数目，即确认为不合理的小时平均值数目；

所述插补修正的方法为：

对于长时段缺测和无效测风数据，根据同塔相邻高度间的风切变或相关关系或者是邻塔相同高度间的相关关系进行相关插补替换；对于零星缺测和无效数据，采用相同高度相邻同时段数据直接进行插补替换；风向明显异常的，采用同塔相邻高度风向直接替换；若某时段该塔各层风向均无效，则采用邻塔相同高度风向替代。

4.根据权利要求3所述的一种基于双测风塔数据的既有风电场粗糙度值确定方法，其特征在于：所述K＝90。

5.根据权利要求1所述的一种基于双测风塔数据的既有风电场粗糙度值确定方法，其特征在于：所述L＝3000。

6.根据权利要求1所述的一种基于双测风塔数据的既有风电场粗糙度值确定方法，其特征在于：所述步骤5)中，采用“双塔法”确定各局部区域粗糙度值的过程为：

(5-1)提取投产前阶段两测风塔在模拟高度处的数据计算文件；

(5-2)在两测风塔中选定一塔作为计算输入点，另一塔作为校验点；

(5-3)根据平坦地形粗糙度等级及对应的粗糙度长度数值表确定各局部区域粗糙度取值范围；

(5-4)在步骤(5-3)的取值范围内选取下限值作为各局部区域粗糙度值；

(5-5)对步骤4)的各粗糙度线进行赋值；

(5-6)采用风资源评估软件模拟计算校验点处计算风速；

(5-7)根据公式ε＝|Δv₁/v₁|×100％＝|(v′₁-v₁)/v₁|×100％计算校验点处风速误差，

其中，ε表示投产前阶段校验点在模拟高度处的风速误差，Δv₁表示投产前阶段检验点在模拟高度处计算风速与实测风速的差值，v′₁表示投产前阶段校验点在模拟高度处的计算风速，v₁表示投产前阶段校验点在模拟高度处的实测风速；

(5-8)验证ε是否不超过m％，若不超过，则粗糙度值确定完毕，若超过，在步骤(5-3)确定的取值范围内重新调整粗糙度值然后重复步骤(5-5)～(5-8)直至ε不超过m％。

7.根据权利要求6所述的一种基于双测风塔数据的既有风电场粗糙度值确定方法，其特征在于：所述m＝0.5。

8.根据权利要求1所述的一种基于双测风塔数据的既有风电场粗糙度值确定方法，其特征在于：所述步骤7)中，根据既有风电场内风机轮毂高度H、叶轮直径D以及风机间平均距离L的变化情况将既有风电场区域细分为若干个小区域，并绘制相应的粗糙度线。

9.根据权利要求8所述的一种基于双测风塔数据的既有风电场粗糙度值确定方法，其特征在于：所述步骤8)中，建立既有风电场投产后阶段其粗糙度值计算表达式，过程如下：

以风机挡风面积相等为原则将运行中的风机等效成正方形障碍物，等效后，障碍物与障碍物之间的空隙为一定值，定义A为等效后障碍物与障碍物之间的平均空隙量，定义B为等效后的正方形边长，则：

$B=\sqrt{\mathrm{\π}{\left(\frac{D}{2}\right)}^2}=\frac{D}{2}\sqrt{\mathrm{\π}}---\left(3\right)$

A＝L-B (4)

则：既有风电场投产后阶段其粗糙度值为：

$z_{02}=k\frac{H+B/2}{A}=k\frac{H+\sqrt{\mathrm{\π}}\·D/4}{L-\sqrt{\mathrm{\π}}\·D/2}---\left(5\right)$

其中，z₀₂为既有风电场投产后阶段其粗糙度值，k表示为比例系数，

其中，H和D根据场区内机型确定，L根据既有风电场呈块状还是带状分布分为两种表达形式：

当既有风电场呈块状风电场时，

$L=(\stackrel{\‾}{d_r}+\stackrel{\‾}{d_c})/2---\left(1\right)$

当既有风电场呈带状风电场时，

$L=\stackrel{\‾}{d_f}---\left(2\right)$

其中，表示块状风电场中风机行间距平均值，表示块状风电场中风机列间距平均值，表示带状风电场中各风机间距的平均值。

10.根据权利要求9所述的一种基于双测风塔数据的既有风电场粗糙度值确定方法，其特征在于：所述步骤9)中，采用“双塔法”确定既有风电场区域粗糙度值的关键在于比例系数k的确定，具体计算过程为：

(9-1)假定在同一研究过程中，k为一定值；

(9-2)提取投产后阶段两测风塔在模拟高度处的数据计算文件；

(9-3)令i＝0，选定k₀、Δk和n值，

其中，i表示迭代次数，k₀表示比例系数k的初值，Δk表示k的递增量，n表示迭代次数上限值；

(9-4)将k_i值代入建立的表达式(5)中计算既有风电场投产后阶段其粗糙度值；

(9-5)对步骤7)的既有风电场区域粗糙度线进行重新赋值；

(9-6)采用风资源评估软件模拟计算校验点处计算风速；

(9-7)根据x＝v′₂-v₂计算校验点处风速差值，

其中，x表示投产后阶段校验点在模拟高度处计算风速与实测风速的差值，v′₂表示投产后阶段校验点在模拟高度处的计算风速，v₂表示投产后阶段校验点在模拟高度处的实测风速；

(9-8)验证x是否等于Δv₁，若否，令i＝i+1，进入步骤(9-9)，若是，进入步骤(9-13)；

(9-9)判断i是否大于n，若否，令k_i＝k_i-1+Δk，重复步骤(9-4)～(9-8)，若是，令i＝i-1，进入步骤(9-10)；

(9-10)整理计算结果(x₀,k₀),(x₁,k₁),…,(x_n,k_n)；

(9-11)以x为横轴，k为纵轴在直角坐标系中绘制散点，采用最小二乘法拟合散点数据得到相关方程k＝f(x)；

(9-12)将x＝Δv₁带入方程k＝f(x)计算最终k值，

(9-13)根据最终所得k值带入公式(5)确定既有风电场投产后阶段其粗糙度值。