CN110082562A - 一种基于概率统计的平均风向计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的属于平均风向计算技术领域，具体为一种基于概率统计的平均风向计算方法，该基于概率统计的平均风向计算方法的具体计算步骤如下：S1：建立坐标系：在目标检测地设定一个圆形区域；S2：在坐标系中安装风检测装置；S3：对风检测装置在一定时间内检测的量进行概率统计；S4：导出计算值并检测，通过对目标检测地进行区域划分，划分为多个风向区，进行针对性的检测，能够快速和准确的测量风量和风向的作用；通过区域划分能够对目标检测地的各个位置进行风向检测，从而能够对各个位置针对性的使用风力发电设备，能够使得能源较大化利用；减少人工的使用，且能够实时测量，重复多次的使用。
Description
技术领域
本发明涉及平均风向计算技术领域，具体为一种基于概率统计的平均风向计算方法。
背景技术
风向，是指风吹来的方向。一般在测定时有不同的方法。主要分海洋，大陆，高空进行确定。利用风向可以在人们的生活，生产，建厂，农业，交通，军事等各种领域发挥积极作用。
气象上把风吹来的方向确定为风的方向。因此，风来自北方叫做北风，风来自南方叫做南风。气象台站预报风时，当风向在某个方位左右摆动不能肯定时，则加以“偏”字，如偏北风。当风力很小时，则采用“风向不定”来说明。
风电是目前最具有发展前景的可再生清洁能源之一，相比其他形式的可再生能源，具有技术成熟、成本相对较低、对环境影响较小等优势。随着并网与消纳等“下游因素”影响日益凸显，我国风电“版图”正在发生变化，即发展热点由风能资源丰富区逐步转向并网条件相对较好的低风速地区，主要集中在我国中南和西南地区。
我国低风速地区的显著特点为：资源条件较差、地形条件复杂、气候条件恶劣等。因此，如何保证低风速风电场风能资源评估工作的精细化、科学化、准确化对风电场规划设计、风功率预测、后评估等工作起着至关重要的作用。
现阶段对于资源条件较差、地形条件复杂、气候条件恶劣区域的风力精准化测定不够方便，且测量方式不够准确。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于概率统计的平均风向计算方法，以解决上述背景技术中提出的现阶段对于资源条件较差、地形条件复杂、气候条件恶劣区域的风力精准化测定不够方便，且测量方式不够准确的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于概率统计的平均风向计算方法，该基于概率统计的平均风向计算方法的具体计算步骤如下：
S1：建立坐标系：在目标检测地设定一个圆形区域，且圆形区域位于目标检测地的有效检测范围内，以圆形区域的圆心为坐标系的原点O，在圆形区域建立平面坐标系并在平面坐标系范围内，且使得平面坐标系的X轴、Y轴分别与该圆形区域内经纬线平行，并以平面坐标系为基础对圆形区域进行划分风向区；
S2：在坐标系中安装风检测装置：在步骤S1中划分后的风向区安装风检测装置，风检测装置对圆形区域内的受风作用进行检测并记录；
S3：对风检测装置在一定时间内检测的量进行概率统计：设定时间t，在t范围内，对圆形区域内的各个风向区对受风作用的次数进行记录，并将记录的次数集中提取处理，每一个风向区内的风检测装置记录值单独归类记录；
S4：导出计算值并检测：将步骤S3中每一个风向区内的风检测装置记录值提取风检测装置记录值，并将各个风向区内风检测装置记录值的受风作用次数，风检测装置记录的每一次受风作用作为该风向区的一个记录值a，该记录值a作为判定该风向区平均风向的概率计算权重点，通过各个风向区内记录值a的数量总值与所有的风向区内记录值a的数量总值对比，得出该风向区内受风作用的概率，即可判定平均风向；
对判定得出的平均风向进行实地检测，若误差较大，对风检测装置检测是否出现故障，直至排除故障并重新测量得出准确平均风向。
优选的，所述目标检测地坐标系内设定的圆形区域的周围不具有明显的遮挡物。
优选的，所述风向区内安装至少两个风检测装置，且风检测装置之间互相不遮挡。
优选的，所述风检测装置之间呈圆形排布，且风检测装置所在圆的圆心与圆形区域的圆心重合。
优选的，所述S1中在圆形区域进行划分8、16或者32个风向区，所述风向区数量越多则平均风向计算更准确。
优选的，所述风检测装置的记录值通过通讯模块远程传输到上位机，所述上位机进行采集和判定平均风向，在所述上位机上形成电子版坐标系，所述风检测装置在电子版坐标系区域一定，且风检测装置的记录值显示在电子版坐标系内。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)通过对目标检测地进行区域划分，划分为多个风向区，进行针对性的检测，能够快速和准确的测量风量和风向的作用；
2)通过区域划分能够对目标检测地的各个位置进行风向检测，从而能够对各个位置针对性的使用风力发电设备，能够使得能源较大化利用；
3)减少人工的使用，且能够实时测量，重复多次的使用。
附图说明
图1为本发明的计算方法流程图。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例：
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种基于概率统计的平均风向计算方法，该基于概率统计的平均风向计算方法的具体计算步骤如下：
S1：建立坐标系：在目标检测地设定一个圆形区域C，圆形区域C设定其直径为5-20公里，且圆形区域C位于目标检测地的有效检测范围内，以圆形区域C的圆心为坐标系的原点O，在圆形区域C建立平面坐标系并在平面坐标系范围内，且使得平面坐标系的X轴、Y轴分别与该圆形区域C内经纬线平行，X轴、Y轴延伸并与圆形区域C的边连接，平面坐标系的X轴、Y轴将圆形区域C划分为4个等面积的扇形区域，并以平面坐标系为基础对圆形区域C进行划分风向区，以原点O为线段的一个端点，线段的另一个端点与圆形区域C边连接，通过线段将平面坐标系的X轴、Y轴圆形区域C的扇形区域均匀分隔，对各个风向区按照顺时针或者逆时针编号，1、2、3、4······；
S2：在坐标系中安装风检测装置：在步骤S1中划分后的风向区安装风检测装置，风检测装置对圆形区域C内的受风作用进行检测并记录，风检测装置采用洪仪牌型号为DN441的风量风速测量传感器，风检测装置插入在风向区内并使得风检测装置的安装高度为10-20米，使得每个风向区内安装2个风检测装置，所有的风向区内的风检测装置呈圆环状，使得风检测装置的监测位置朝向圆环的外侧；
S3：对风检测装置在一定时间内检测的量进行概率统计：设定时间t≥72小时，在t范围内，对圆形区域C内的各个风向区对受风作用的次数进行记录，并将记录的次数集中提取处理，每一个风向区内的风检测装置记录值单独归类记录；
S4：导出计算值并检测：将步骤S3中每一个风向区内的风检测装置记录值提取风检测装置记录值，并将各个风向区内风检测装置记录值的受风作用次数，风检测装置记录的每一次受风作用作为该风向区的一个记录值a，该记录值a作为判定该风向区平均风向的概率计算权重点，通过各个风向区内记录值a的数量总值与所有的风向区内记录值a的数量总值对比，得出该风向区内受风作用的概率，即可判定平均风向，设在t时间内所有的风向区内记录值a的数量总值为m，设对编号1的风向区的平均风向的概率测定，编号1的风向区内记录值a的数量值为n；
则编号1的风向区的平均风向的概率＝n/m；
同理能够得到编号2、3、4、5······的平均风向的概率；
对判定得出的平均风向进行实地检测，若误差较大，对风检测装置检测是否出现故障，直至排除故障并重新测量得出准确平均风向。
所述目标检测地坐标系内设定的圆形区域C的周围不具有明显的遮挡物。
所述风向区内安装至少两个风检测装置，且风检测装置之间互相不遮挡。
所述风检测装置之间呈圆形排布，且风检测装置所在圆的圆心与圆形区域C的圆心重合。
所述S1中在圆形区域进行划分8、16或者32个风向区，所述风向区数量越多则平均风向计算更准确。
所述风检测装置的记录值通过通讯模块远程传输到上位机，所述上位机进行采集和判定平均风向，在所述上位机上形成电子版坐标系，所述风检测装置在电子版坐标系区域一定，且风检测装置的记录值显示在电子版坐标系内。
应用：
对安徽黄山地区进行平均风向计算：
圆形区域C设定其直径为10公里，由于安徽黄山地区的风力较大，将圆形区域C平均分为8个风向区，在每个风向区内安插3个风检测装置，设定检测时间t＝80个小时；
得出春夏季的东南风占比较大，秋冬季的西北风的占比较大，在安装风力发电设备时，每年需要调整角度两次，在夏秋换季时，将风力发电设备的接收风力的风扇角度调整转向至西北方向，在冬季和春季换季时将风力发电设备的风扇角度调整转向至东南方向，使得风力发电设备能够较好的受风作用。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种基于概率统计的平均风向计算方法，其特征在于：该基于概率统计的平均风向计算方法的具体计算步骤如下：
S1：建立坐标系：在目标检测地设定一个圆形区域，且圆形区域位于目标检测地的有效检测范围内，以圆形区域的圆心为坐标系的原点O，在圆形区域建立平面坐标系并在平面坐标系范围内，且使得平面坐标系的X轴、Y轴分别与该圆形区域内经纬线平行，并以平面坐标系为基础对圆形区域进行划分风向区；
S2：在坐标系中安装风检测装置：在步骤S1中划分后的风向区安装风检测装置，风检测装置对圆形区域内的受风作用进行检测并记录；
S3：对风检测装置在一定时间内检测的量进行概率统计：设定时间t，在t范围内，对圆形区域内的各个风向区对受风作用的次数进行记录，并将记录的次数集中提取处理，每一个风向区内的风检测装置记录值单独归类记录；
S4：导出计算值并检测：将步骤S3中每一个风向区内的风检测装置记录值提取风检测装置记录值，并将各个风向区内风检测装置记录值的受风作用次数，风检测装置记录的每一次受风作用作为该风向区的一个记录值a，该记录值a作为判定该风向区平均风向的概率计算权重点，通过各个风向区内记录值a的数量总值与所有的风向区内记录值a的数量总值对比，得出该风向区内受风作用的概率，即可判定平均风向；
对判定得出的平均风向进行实地检测，若误差较大，对风检测装置检测是否出现故障，直至排除故障并重新测量得出准确平均风向。
2.根据权利要求1所述的一种基于概率统计的平均风向计算方法，其特征在于：所述目标检测地坐标系内设定的圆形区域的周围不具有明显的遮挡物。
3.根据权利要求1所述的一种基于概率统计的平均风向计算方法，其特征在于：所述风向区内安装至少两个风检测装置，且风检测装置之间互相不遮挡。
4.根据权利要求1所述的一种基于概率统计的平均风向计算方法，其特征在于：所述风检测装置之间呈圆形排布，且风检测装置所在圆的圆心与圆形区域的圆心重合。
5.根据权利要求1所述的一种基于概率统计的平均风向计算方法，其特征在于：所述S1中在圆形区域进行划分8、16或者32个风向区，所述风向区数量越多则平均风向计算更准确。
6.根据权利要求1所述的一种基于概率统计的平均风向计算方法，其特征在于：所述风检测装置的记录值通过通讯模块远程传输到上位机，所述上位机进行采集和判定平均风向，在所述上位机上形成电子版坐标系，所述风检测装置在电子版坐标系区域一定，且风检测装置的记录值显示在电子版坐标系内。
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