CN107038264A - 一种风电机组的扇区划分方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种风电机组的扇区划分方法及系统，通过风资源模拟计算，获取风场中的各个风机处的风况参数；所述风况参数至少包括湍流强度参数、风切变指数参数和入流角参数；分别对各个所述风机处的所述风况参数进行分扇区分析，确定各个所述风机处的所述风况参数超过风机安全限定值的问题多发扇区；所述问题多发扇区至少包括湍流强度超标扇区、风切变指数超标扇区和入流角超标扇区。本申请中通过风况参数进行分扇区分析，确定出超过风机安全限定值的问题多发扇区，进而根据问题多发扇区可以找出风场内各个风机出现的特殊风况，从而根据为扇区管理提供准确的依据。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种风电机组的扇区划分方法及系统。
背景技术
在风力发电领域中，在进行扇区管理时，需要进行扇区划分。
现有技术中，在风电场风能资源评估以及微观选址的计算分析中，对测风风速数据进行长期订正，同时对风向进行扇区的划分，然后进行主风向或主风能方向的确定。在对机组进行扇区管理方面，也会根据机组所在的机位点处的湍流强度进行扇区管理。
但是，风电场经常会出现一些风机振动过大、超速停机次数过多等问题，这往往是机组所在的机位点的特殊风况引起的，现有的扇区划分方法却并不能准确地分析出造成风机出现问题的特殊风况，无法为扇区管理提供准确的依据。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种风电机组的扇区划分方法及系统，以便于为准确地分析出造成风机出现问题的特殊风况，为扇区管理提供准确的依据。
本申请公开了一种风电机组的扇区划分方法，包括：
通过风资源模拟计算，获取风场中的各个风机处的风况参数；所述风况参数至少包括湍流强度参数、风切变指数参数和入流角参数；
分别对各个所述风机处的所述风况参数进行分扇区分析，确定各个所述风机处的所述风况参数超过风机安全限定值的问题多发扇区；所述问题多发扇区至少包括湍流强度超标扇区、风切变指数超标扇区和入流角超标扇区。
优选的，所述通过风资源模拟计算，获取各个风机处的风况参数，包括：
根据所述风场的地表粗糙度参数和障碍物参数，建立风场地形地貌模型；
根据计算流体力学CFD对所述风场进行数值模拟计算，在所述风场地形地貌模型中建立风流场模型；
根据风机参数在所述风流场模型中建立各个所述风机的风机模型；所述风机参数包括风机的轮毂高度、风轮直径、功率曲线和推力系数曲线；
将原始测风数据输入各个所述风机模型中，计算各个所述风机模型处的所述风况参数，作为各个所述风机处的所述风况参数；所述原始测风数据包括所述风场中至少一年的风速数据、风向数据以及所述风速数据的标准偏差数据。
优选的，所述分别对各个所述风机处的所述风况参数进行分扇区分析，确定各个所述风机处的所述风况参数超过风机安全限定值的问题多发扇区，包括：
根据所述湍流强度参数绘制各个所述风机处的湍流强度扇区分布图；
根据所述风切变指数参数绘制各个所述风机处的风切变指数扇区分布图；
根据所述入流角参数绘制各个所述风机处的入流角扇区分布图；
在各个所述风机处的所述湍流强度扇区分布图中确定所述湍流强度参数超过所述风机安全限定值中的湍流强度设计值的所述湍流强度超标扇区；
在各个所述风机处的所述风切变指数扇区分布图中确定所述风切变指数参数超过所述风机安全限定值中的风切变指数设计值的所述风切变指数超标扇区；
在各个所述风机处的所述入流角扇区分布图中确定所述入流角参数超过所述风机安全限定值中的入流角设计值的所述入流角超标扇区。
优选的，还包括：
根据各个所述风机处的所述湍流强度扇区分布图、所述风切变指数扇区分布图和所述入流角扇区分布图绘制各个所述风机处的综合扇区分布图；
在各个所述风机处的所述综合扇区分布图中确定所述湍流强度参数超过所述湍流强度设计值、所述风切变指数参数超过所述风切变指数设计值且所述入流角参数超过所述入流角设计值的危险扇区。
优选的，还包括：
在各个所述风机处的所述问题多发扇区中划分第一类细分扇区，并对各个所述风机处的所述第一类细分扇区中的所述风况参数进行所述分扇区分析，判断各个所述风机处的所述第一类细分扇区中的所述风况参数是否超过所述风机安全限定值，如果是，则对各个所述风机处的所述第一类细分扇区进行标注。
优选的，还包括：
在各个所述风机处的所述危险扇区中划分第二类细分扇区，并对各个所述风机处的所述第二类细分扇区中的所述风况参数进行所述分扇区分析，判断各个所述风机处的所述第二类细分扇区中的所述风况参数是否超过所述风机安全限定值，如果是，则对各个所述风机处的所述第二类细分扇区进行标注。
优选的，还包括：
按照所述风场的各个所述风机的排布位置，展示各个所述风机处的所述综合扇区分布图。
本申请另一方面提供了一种风电机组的扇区划分系统，包括：
计算单元，用于通过风资源模拟计算，获取风场中的各个风机处的风况参数；所述风况参数至少包括湍流强度参数、风切变指数参数和入流角参数；
划分单元，用于分别对各个所述风机处的所述风况参数进行分扇区分析，确定各个所述风机处的所述风况参数超过风机安全限定值的问题多发扇区；所述问题多发扇区至少包括湍流强度超标扇区、风切变指数超标扇区和入流角超标扇区。
优选的，所述计算单元包括：
第一模型建立模块，用于根据所述风场的地表粗糙度参数和障碍物参数，建立风场地形地貌模型；
第二模型建立模块，用于根据计算流体力学CFD对所述风场进行数值模拟计算，在所述风场地形地貌模型中建立风流场模型；
第三模型建立模块，用于根据风机参数在所述风流场模型中建立各个所述风机的风机模型；所述风机参数包括风机的轮毂高度、风轮直径、功率曲线和推力系数曲线；
参数计算模块，用于将原始测风数据输入各个所述风机模型中，计算各个所述风机模型处的所述风况参数，作为各个所述风机处的所述风况参数；所述原始测风数据包括所述风场中至少一年的风速数据、风向数据以及所述风速数据的标准偏差数据。
优选的，所述划分单元包括：
第一绘制模块，用于根据所述湍流强度参数绘制各个所述风机处的湍流强度扇区分布图；
第二绘制模块，用于根据所述风切变指数参数绘制各个所述风机处的风切变指数扇区分布图；
第三绘制模块，用于根据所述入流角参数绘制各个所述风机处的入流角扇区分布图；
第一标注模块，用于在各个所述风机处的所述湍流强度扇区分布图中确定所述湍流强度参数超过所述风机安全限定值中的湍流强度设计值的所述湍流强度超标扇区；
第二标注模块，用于在各个所述风机处的所述风切变指数扇区分布图中确定所述风切变指数参数超过所述风机安全限定值中的风切变指数设计值的所述风切变指数超标扇区；
第三标注模块，用于在各个所述风机处的所述入流角扇区分布图中确定所述入流角参数超过所述风机安全限定值中的入流角设计值的所述入流角超标扇区。
优选的，还包括：
综合绘制模块，用于根据各个所述风机处的所述湍流强度扇区分布图、所述风切变指数扇区分布图和所述入流角扇区分布图绘制各个所述风机处的综合扇区分布图；
综合标注模块，用于第一在各个所述风机处的所述综合扇区分布图中确定所述湍流强度参数超过所述湍流强度设计值、所述风切变指数参数超过所述风切变指数设计值且所述入流角参数超过所述入流角设计值的危险扇区。
优选的，还包括：
第一细分模块，用于在各个所述风机处的所述问题多发扇区中划分第一类细分扇区，并对各个所述风机处的所述第一类细分扇区中的所述风况参数进行所述分扇区分析，判断各个所述风机处的所述第一类细分扇区中的所述风况参数是否超过所述风机安全限定值，如果是，则对各个所述风机处的所述第一类细分扇区进行标注。
优选的，还包括：
第二细分模块，用于在各个所述风机处的所述危险扇区中划分第二类细分扇区，并对各个所述风机处的所述第二类细分扇区中的所述风况参数进行所述分扇区分析，判断各个所述风机处的所述第二类细分扇区中的所述风况参数是否超过所述风机安全限定值，如果是，则对各个所述风机处的所述第二类细分扇区进行标注。
优选的，还包括：
展示模块，用于按照所述风场的各个所述风机的排布位置，展示各个所述风机处的所述综合扇区分布图。
根据上述技术方案可以看出，本申请提供了一种风电机组的扇区划分方法，通过风资源模拟计算，获取风场中的各个风机处的风况参数；所述风况参数至少包括湍流强度参数、风切变指数参数和入流角参数；分别对各个所述风机处的所述风况参数进行分扇区分析，确定各个所述风机处的所述风况参数超过风机安全限定值的问题多发扇区；所述问题多发扇区至少包括湍流强度超标扇区、风切变指数超标扇区和入流角超标扇区。本申请中通过风况参数进行分扇区分析，确定出超过风机安全限定值的问题多发扇区，进而根据问题多发扇区可以找出风场内各个风机出现的特殊风况，从而根据为扇区管理提供准确的依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种风电机组的扇区划分方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的一种风电机组的扇区划分方法的另一种流程图；
图3为本申请实施例提供的一种风电机组的扇区划分系统的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种风电机组的扇区划分系统的另一种结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本申请实施例提供的一种风电机组的扇区划分方法。
参见图1所述，本申请提供的一种风电机组的扇区划分方法，包括：
S101、通过风资源模拟计算，获取风场中的各个风机处的风况参数；所述风况参数至少包括湍流强度参数、风切变指数参数和入流角参数；
湍流强度定义为风速标准差与平均风速的比值，反映脉动风速的相对强度。它是风电机组设计以及零部件抗脉动风速影响的一个重要因素，其对风机性能和寿命有直接影响，强湍流出现会减少风电机组输出功率，引起极端载荷。
入流角是衡量风向偏移引起风电机组偏负荷的参数，入流角越大，对风电机组越不利。
风切变指数是设计风机安全的一个重要参数，大的或极端风切变，会对机组造成极大的风负载和疲劳损失，影响风机使用寿命和运行安全。
得到风况参数后，分别对各个所述风机处的所述风况参数进行分扇区分析，确定各个所述风机处的所述风况参数超过风机安全限定值的问题多发扇区；所述问题多发扇区至少包括湍流强度超标扇区、风切变指数超标扇区和入流角超标扇区。
S102、分别对各个所述风机处的所述风况参数进行分扇区分析，确定各个所述风机处的所述风况参数超过风机安全限定值的问题多发扇区；所述问题多发扇区至少包括湍流强度超标扇区、风切变指数超标扇区和入流角超标扇区。
现有技术中，在扇区管理时，通常会对风电机组进行扇区划分。在风电场风能资源评估以及微观选址的计算分析中，会对风向进行分扇区的划分，主要分为12个或16个扇区，然后进行主风向或主风能方向的确定，或者进行测风风速的长期订正。在对机组进行扇区管理方面，也对机组处根据湍流强度进行扇区的划分，划分的方法主要有国电动力的在主风向左右8度的范围划分扇区；在其它风向，设计湍流强度大于风场平均设计湍流强度的20％的方向，左右8度划分扇区，每个扇区都不小于16度，扇区总数不超过6个。中广核在扇区管理中将湍流强度分为24个扇区进行分析。维斯塔斯和西门子对于扇区的划分都是低于16个。另外，风切变对于塔架应力的影响不容忽视，《风切变对风力机气动载荷的影响的研究》中已经证明了风切变指数从0.15增大到0.25，且波动振幅增大了约60％。风电场的风机由于特殊风况，会导致超速停机、振动过大停机等问题，但是，现有的上述几种扇区划分方法并无法准确的得到分析出特殊风况，无法为扇区管理技术提供依据。
而本申请实施例通过风模拟计算得到风况参数，通过风况参数进行分扇区分析，将机位点的特殊风况分类得出分扇区分析的问题多发扇区，从而可以为扇区管理提供准确的依据。
优选的，还可以包括：
在各个所述风机处的所述问题多发扇区中划分第一类细分扇区，并对各个所述风机处的所述第一类细分扇区中的所述风况参数进行所述分扇区分析，判断各个所述风机处的所述第一类细分扇区中的所述风况参数是否超过所述风机安全限定值，如果是，则对各个所述风机处的所述第一类细分扇区进行标注。
本申请实施例中，还有将问题多发扇区中划分第一类细分扇区的步骤。为了的到更加精确的结果，还可以将问题多发扇区中进行进一步细致的划分，可以以扇区中心左右5.625度进行划分。并对第一类细分扇区中的风况参数进行分扇区分析，当第一类细分扇区中的风况参数超过风机安全限定值时，对风机处的第一类细分扇区进行标识。这样，将机组运行扇区进行粗细结合划分，并对湍流强度、风切变和入流角进行综合扇区分析就可以为扇区管理技术提供更为精确的依据。
图2为本申请实施例提供的另一种风电机组的扇区划分方法。
参见图2所述，本申请提供的一种风电机组的扇区划分方法，包括：
S201、根据所述风场的地表粗糙度参数和障碍物参数，建立风场地形地貌模型；
建立数字地形模型，确定合适的地形范围，绘制近似的地表覆盖即数字地表粗糙度分布图。
S202、根据计算流体力学CFD对所述风场进行数值模拟计算，在所述风场地形地貌模型中建立风流场模型；
实际使用中，通常采用Windsim软件进行数值模拟计算；
S203、根据风机参数在所述风流场模型中建立各个所述风机的风机模型；所述风机参数包括风机的轮毂高度、风轮直径、功率曲线和推力系数曲线；
S204、将原始测风数据输入各个所述风机模型中，计算各个所述风机模型处的风况参数，作为各个所述风机处的所述风况参数；所述原始测风数据包括所述风场中至少一年的风速数据、风向数据以及所述风速数据的标准偏差数据；所述风况参数至少包括湍流强度参数、风切变指数参数和入流角参数。
在得到风机模型后，会进行分析、订正测风塔数据，推算各机位点测风数据的步骤，对原始测风数据进行统计分析，根据时间序列对缺失数据进行检测，依照相关性分析的方法对缺失数据进行订正。确定至少一年的实测风数据包括风速、风向以及风速的标准偏差，作为风机机位点的推算依据。输入风机模型，即轮毂高度、风轮直径、功率曲线和推力系数曲线等，选择尾流模型进行推算，得到风况参数。
S205、分别对各个所述风机处的所述风况参数进行分扇区分析，确定各个所述风机处的所述风况参数超过风机安全限定值的问题多发扇区；所述问题多发扇区至少包括湍流强度超标扇区、风切变指数超标扇区和入流角超标扇区。
具体的，所述分别对各个所述风机处的所述风况参数进行分扇区分析，确定各个所述风机处的所述风况参数超过风机安全限定值的问题多发扇区，包括：
根据所述湍流强度参数绘制各个所述风机处的湍流强度扇区分布图；在各个所述风机处的所述湍流强度扇区分布图中确定所述湍流强度参数超过所述风机安全限定值中的湍流强度设计值的所述湍流强度超标扇区；
湍流强度按IEC 61400-13rd education分为4个等级A、B、C和S级，实际使用中对湍流强度分别赋值，即S＝15，A＝10，B＝5，C＝0，并进行每个机位点扇区分布图绘制。判断并标出湍流强度等级为S级为湍流强度超标扇区，并对问题多发扇区进行分风速段分析，分别标出各扇区不安全的风速段。
根据所述风切变指数参数绘制各个所述风机处的风切变指数扇区分布图；在各个所述风机处的所述风切变指数扇区分布图中确定所述风切变指数参数超过所述风机安全限定值中的风切变指数设计值的所述风切变指数超标扇区；
实际使用中，IEC标准设计的风电机组承受入流角不大于8度。对入流角超过8度进行扇区分布分析，对每个机位点绘制入流角扇区分布图。并判断和标记超出设计值8度的扇区为风切变指数超标扇区。
根据所述入流角参数绘制各个所述风机处的入流角扇区分布图；在各个所述风机处的所述入流角扇区分布图中确定所述入流角参数超过所述风机安全限定值中的入流角设计值的所述入流角超标扇区；
实际使用中，一般风机设计标准该参数为0.2。对每个机位点绘制风切变指数扇区分布图。判断超出0.2的扇区，并标为入流角超标扇区。
优选的，还可以包括：
根据各个所述风机处的所述湍流强度扇区分布图、所述风切变指数扇区分布图和所述入流角扇区分布图绘制各个所述风机处的综合扇区分布图；
在各个所述风机处的所述综合扇区分布图中确定所述湍流强度参数超过所述湍流强度设计值、所述风切变指数参数超过所述风切变指数设计值且所述入流角参数超过所述入流角设计值的危险扇区。
实际使用中，综合湍流强度、入流角以及风切变绘制扇区分布图，为保证风切变指数的分布也能明显显示，将风切变指数按百分比表示，结合平均风速及风速分布，估计扇区湍流强度的重点风速区间；根据综合分布图，入流角、风切变指数和湍流强度都超出设计值的扇区作为需要重点关注的危险扇区。
优选的，还可以包括步骤：
在各个所述风机处的所述危险扇区中划分第二类细分扇区，并对各个所述风机处的所述第二类细分扇区中的所述风况参数进行所述分扇区分析，判断各个所述风机处的所述第二类细分扇区中的所述风况参数是否超过所述风机安全限定值，如果是，则对各个所述风机处的所述第二类细分扇区进行标注。
还可以包括：
按照所述风场的各个所述风机的排布位置，展示各个所述风机处的所述综合扇区分布图。
实际使用中，还可以将危险扇区再分别进行扇区细分，以扇区中心左右5.625度进行划分，绘出分布图，如果左右细化扇区的各参数也超过设计值，重点关注扇区就按扩展后扇区进行标注。最后按地形与机组之间尾流共同影响的湍流强度与IEC标准A、B、C绘制曲线对比图。并按风电场风机排布位置绘制机位点各参数分布图。
本申请实施例中，提供了一种风电机组扇区的划分方法，通过风资源模拟计算，得出各扇区下风机点位的湍流强度、风切变指数、入流角等参数，对于超出风机安全限定值的各扇区，可以经过综合评估和扇区再细分，采用粗细结合的扇区划分方法，为扇区管理技术提供更加准确的依据。
图3为本申请提供的一种风电机组的扇区划分系统的结构示意图。
参见图3，本申请提供了一种风电机组的扇区划分系统，包括：
计算单元301，用于通过风资源模拟计算，获取风场中的各个风机处的风况参数；所述风况参数至少包括湍流强度参数、风切变指数参数和入流角参数；
划分单元302，用于分别对各个所述风机处的所述风况参数进行分扇区分析，确定各个所述风机处的所述风况参数超过风机安全限定值的问题多发扇区；所述问题多发扇区至少包括湍流强度超标扇区、风切变指数超标扇区和入流角超标扇区。
本申请实施例通过风模拟计算得到风况参数，通过风况参数进行分扇区分析，将机位点的特殊风况分类得出分扇区分析的问题多发扇区，从而可以为扇区管理提供准确的依据。
优选的，还可以包括：
第一细分模块，用于在各个所述风机处的所述问题多发扇区中划分第一类细分扇区，并对各个所述风机处的所述第一类细分扇区中的所述风况参数进行所述分扇区分析，判断各个所述风机处的所述第一类细分扇区中的所述风况参数是否超过所述风机安全限定值，如果是，则对各个所述风机处的所述第一类细分扇区进行标注。
本申请实施例通过风模拟计算得到风况参数，通过风况参数进行分扇区分析，将机位点的特殊风况分类得出分扇区分析的问题多发扇区，从而可以为扇区管理提供准确的依据。
需要说明的是，本实施例的一种风电机组扇区的划分系统可以采用上述方法实施例中的一种风电机组扇区的划分方法，用于实现上述方法实施例中的全部技术方案，其各个模块的功能可以根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可参照上述实施例中的相关描述，此处不再赘述。
图4为本申请提供的一种风电机组的扇区划分系统的另一种结构示意图。
参见图4，本申请提供的一种风电机组的扇区划分系统包括：
计算单元301，用于通过风资源模拟计算，获取风场中的各个风机处的风况参数；所述风况参数至少包括湍流强度参数、风切变指数参数和入流角参数；
所述计算模块301具体包括：
第一模型建立模块401，用于根据所述风场的地表粗糙度参数和障碍物参数，建立风场地形地貌模型；
第二模型建立模块402，用于根据计算流体力学CFD对所述风场进行数值模拟计算，在所述风场地形地貌模型中建立风流场模型；
第三模型建立模块403，用于根据风机参数在所述风流场模型中建立各个所述风机的风机模型；所述风机参数包括风机的轮毂高度、风轮直径、功率曲线和推力系数曲线；
参数计算模块404，用于将原始测风数据输入各个所述风机模型中，计算各个所述风机模型处的所述风况参数，作为各个所述风机处的所述风况参数；所述原始测风数据包括所述风场中至少一年的风速数据、风向数据以及所述风速数据的标准偏差数据；
划分单元302，用于分别对各个所述风机处的所述风况参数进行分扇区分析，确定各个所述风机处的所述风况参数超过风机安全限定值的问题多发扇区；所述问题多发扇区至少包括湍流强度超标扇区、风切变指数超标扇区和入流角超标扇区。
优选的，所述划分单元302包括：
第一绘制模块405，用于根据所述湍流强度参数绘制各个所述风机处的湍流强度扇区分布图；
第二绘制模块406，用于根据所述风切变指数参数绘制各个所述风机处的风切变指数扇区分布图；
第三绘制模块407，用于根据所述入流角参数绘制各个所述风机处的入流角扇区分布图；
第一标注模块408，用于在各个所述风机处的所述湍流强度扇区分布图中确定所述湍流强度参数超过所述风机安全限定值中的湍流强度设计值的所述湍流强度超标扇区；
第二标注模块409，用于在各个所述风机处的所述风切变指数扇区分布图中确定所述风切变指数参数超过所述风机安全限定值中的风切变指数设计值的所述风切变指数超标扇区；
第三标注模块410，用于在各个所述风机处的所述入流角扇区分布图中确定所述入流角参数超过所述风机安全限定值中的入流角设计值的所述入流角超标扇区。
优选的，还可以包括：
综合绘制模块，用于根据各个所述风机处的所述湍流强度扇区分布图、所述风切变指数扇区分布图和所述入流角扇区分布图绘制各个所述风机处的综合扇区分布图；
综合标注模块，用于第一在各个所述风机处的所述综合扇区分布图中确定所述湍流强度参数超过所述湍流强度设计值、所述风切变指数参数超过所述风切变指数设计值且所述入流角参数超过所述入流角设计值的危险扇区。
优选的，还可以包括：
第二细分模块，用于在各个所述风机处的所述危险扇区中划分第二类细分扇区，并对各个所述风机处的所述第二类细分扇区中的所述风况参数进行所述分扇区分析，判断各个所述风机处的所述第二类细分扇区中的所述风况参数是否超过所述风机安全限定值，如果是，则对各个所述风机处的所述第二类细分扇区进行标注。
优选的，还可以包括：
展示模块，用于按照所述风场的各个所述风机的排布位置，展示各个所述风机处的所述综合扇区分布图。
本申请实施例中，提供了一种风电机组扇区的划分系统，通过风资源模拟计算，得出各扇区下风机点位的湍流强度、风切变指数、入流角等参数，对于超出风机安全限定值的各扇区，可以经过综合评估和扇区再细分，采用粗细结合的扇区划分方法，为扇区管理技术提供更加准确的依据。
需要说明的是，本实施例的一种风电机组扇区的划分系统可以采用上述方法实施例中的一种风电机组扇区的划分方法，用于实现上述方法实施例中的全部技术方案，其各个模块的功能可以根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可参照上述实施例中的相关描述，此处不再赘述。
为了描述的方便，描述以上系统时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (14)
1.一种风电机组的扇区划分方法，其特征在于，包括：
通过风资源模拟计算，获取风场中的各个风机处的风况参数；所述风况参数至少包括湍流强度参数、风切变指数参数和入流角参数；
分别对各个所述风机处的所述风况参数进行分扇区分析，确定各个所述风机处的所述风况参数超过风机安全限定值的问题多发扇区；所述问题多发扇区至少包括湍流强度超标扇区、风切变指数超标扇区和入流角超标扇区。
2.根据权利要求1所述的划分方法，其特征在于，所述通过风资源模拟计算，获取各个风机处的风况参数，包括：
根据所述风场的地表粗糙度参数和障碍物参数，建立风场地形地貌模型；
根据计算流体力学CFD对所述风场进行数值模拟计算，在所述风场地形地貌模型中建立风流场模型；
根据风机参数在所述风流场模型中建立各个所述风机的风机模型；所述风机参数包括风机的轮毂高度、风轮直径、功率曲线和推力系数曲线；
将原始测风数据输入各个所述风机模型中，计算各个所述风机模型处的所述风况参数，作为各个所述风机处的所述风况参数；所述原始测风数据包括所述风场中至少一年的风速数据、风向数据以及所述风速数据的标准偏差数据。
3.根据权利要求1所述的划分方法，其特征在于，所述分别对各个所述风机处的所述风况参数进行分扇区分析，确定各个所述风机处的所述风况参数超过风机安全限定值的问题多发扇区，包括：
根据所述湍流强度参数绘制各个所述风机处的湍流强度扇区分布图；
根据所述风切变指数参数绘制各个所述风机处的风切变指数扇区分布图；
根据所述入流角参数绘制各个所述风机处的入流角扇区分布图；
在各个所述风机处的所述湍流强度扇区分布图中确定所述湍流强度参数超过所述风机安全限定值中的湍流强度设计值的所述湍流强度超标扇区；
在各个所述风机处的所述风切变指数扇区分布图中确定所述风切变指数参数超过所述风机安全限定值中的风切变指数设计值的所述风切变指数超标扇区；
在各个所述风机处的所述入流角扇区分布图中确定所述入流角参数超过所述风机安全限定值中的入流角设计值的所述入流角超标扇区。
4.根据权利要求3所述的划分方法，其特征在于，还包括：
根据各个所述风机处的所述湍流强度扇区分布图、所述风切变指数扇区分布图和所述入流角扇区分布图绘制各个所述风机处的综合扇区分布图；
在各个所述风机处的所述综合扇区分布图中确定所述湍流强度参数超过所述湍流强度设计值、所述风切变指数参数超过所述风切变指数设计值且所述入流角参数超过所述入流角设计值的危险扇区。
5.根据权利要求1所述的划分方法，其特征在于，还包括：
在各个所述风机处的所述问题多发扇区中划分第一类细分扇区，并对各个所述风机处的所述第一类细分扇区中的所述风况参数进行所述分扇区分析，判断各个所述风机处的所述第一类细分扇区中的所述风况参数是否超过所述风机安全限定值，如果是，则对各个所述风机处的所述第一类细分扇区进行标注。
6.根据权利要求4所述的划分方法，其特征在于，还包括：
在各个所述风机处的所述危险扇区中划分第二类细分扇区，并对各个所述风机处的所述第二类细分扇区中的所述风况参数进行所述分扇区分析，判断各个所述风机处的所述第二类细分扇区中的所述风况参数是否超过所述风机安全限定值，如果是，则对各个所述风机处的所述第二类细分扇区进行标注。
7.根据权利要求4所述的划分方法，其特征在于，还包括：
按照所述风场的各个所述风机的排布位置，展示各个所述风机处的所述综合扇区分布图。
8.一种风电机组的扇区划分系统，其特征在于，包括：
计算单元，用于通过风资源模拟计算，获取风场中的各个风机处的风况参数；所述风况参数至少包括湍流强度参数、风切变指数参数和入流角参数；
划分单元，用于分别对各个所述风机处的所述风况参数进行分扇区分析，确定各个所述风机处的所述风况参数超过风机安全限定值的问题多发扇区；所述问题多发扇区至少包括湍流强度超标扇区、风切变指数超标扇区和入流角超标扇区。
9.根据权利要求8所述的划分系统，其特征在于，所述计算单元包括：
第一模型建立模块，用于根据所述风场的地表粗糙度参数和障碍物参数，建立风场地形地貌模型；
第二模型建立模块，用于根据计算流体力学CFD对所述风场进行数值模拟计算，在所述风场地形地貌模型中建立风流场模型；
第三模型建立模块，用于根据风机参数在所述风流场模型中建立各个所述风机的风机模型；所述风机参数包括风机的轮毂高度、风轮直径、功率曲线和推力系数曲线；
参数计算模块，用于将原始测风数据输入各个所述风机模型中，计算各个所述风机模型处的所述风况参数，作为各个所述风机处的所述风况参数；所述原始测风数据包括所述风场中至少一年的风速数据、风向数据以及所述风速数据的标准偏差数据。
10.根据权利要求8所述的划分系统，其特征在于，所述划分单元包括：
第一绘制模块，用于根据所述湍流强度参数绘制各个所述风机处的湍流强度扇区分布图；
第二绘制模块，用于根据所述风切变指数参数绘制各个所述风机处的风切变指数扇区分布图；
第三绘制模块，用于根据所述入流角参数绘制各个所述风机处的入流角扇区分布图；
第一标注模块，用于在各个所述风机处的所述湍流强度扇区分布图中确定所述湍流强度参数超过所述风机安全限定值中的湍流强度设计值的所述湍流强度超标扇区；
第二标注模块，用于在各个所述风机处的所述风切变指数扇区分布图中确定所述风切变指数参数超过所述风机安全限定值中的风切变指数设计值的所述风切变指数超标扇区；
第三标注模块，用于在各个所述风机处的所述入流角扇区分布图中确定所述入流角参数超过所述风机安全限定值中的入流角设计值的所述入流角超标扇区。
11.根据权利要求10所述的划分系统，其特征在于，还包括：
综合绘制模块，用于根据各个所述风机处的所述湍流强度扇区分布图、所述风切变指数扇区分布图和所述入流角扇区分布图绘制各个所述风机处的综合扇区分布图；
综合标注模块，用于第一在各个所述风机处的所述综合扇区分布图中确定所述湍流强度参数超过所述湍流强度设计值、所述风切变指数参数超过所述风切变指数设计值且所述入流角参数超过所述入流角设计值的危险扇区。
12.根据权利要求8所述的划分系统，其特征在于，还包括：
第一细分模块，用于在各个所述风机处的所述问题多发扇区中划分第一类细分扇区，并对各个所述风机处的所述第一类细分扇区中的所述风况参数进行所述分扇区分析，判断各个所述风机处的所述第一类细分扇区中的所述风况参数是否超过所述风机安全限定值，如果是，则对各个所述风机处的所述第一类细分扇区进行标注。
13.根据权利要求12所述的划分系统，其特征在于，还包括：
第二细分模块，用于在各个所述风机处的所述危险扇区中划分第二类细分扇区，并对各个所述风机处的所述第二类细分扇区中的所述风况参数进行所述分扇区分析，判断各个所述风机处的所述第二类细分扇区中的所述风况参数是否超过所述风机安全限定值，如果是，则对各个所述风机处的所述第二类细分扇区进行标注。
14.根据权利要求11所述的划分系统，其特征在于，还包括：
展示模块，用于按照所述风场的各个所述风机的排布位置，展示各个所述风机处的所述综合扇区分布图。
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