CN111400852B - 风电场湍流强度参数的确定方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种风电场湍流强度参数的确定方法及装置。该风电场湍流强度参数的确定方法包括：获取风电场中各机位点的风资源参数信息，并获取各机位点的风力发电机组的材料参数；根据风资源参数信息，确定风电场中各机位点的离散化的实际风频分布数据和实际湍流强度数据；根据实际风频分布数据、实际湍流强度数据，通过预设的有效湍流强度模型确定各机位点处在材料参数下的有效湍流强度；对实际湍流强度数据进行处理，得到各机位点处的极端湍流强度。本申请实施例提高了机位点有效湍流强度和极端湍流强度的准确性；实现了不同材料参数下的有效湍流强度值的同步计算，提高了计算和提取数据的便利性。
Description
技术领域
本申请涉及风电场风资源评估技术领域，具体而言，本申请涉及一种风电场湍流强度参数的确定方法及装置。
背景技术
随着风电开发力度和难度的加大，可开发的区域范围越来越受限，固定容量项目的排布更追求小间距设计，导致整个风场产生较大的尾流，进而带来风机位置处的湍流的增加(附加湍流)，影响机组的发电能力和安全性。在此类风场的风资源评估中，提供准确且能反应实际情况的风资源参数输入是机组的安全性校验的关键因素。而湍流强度作为影响风力发电机组安全性的主要参数之一，需要更加深入的研究和验证，以提高风力发电机组适应性评估的可靠性，同时充分利用场区风资源。
IEC61400-1-2005设计标准用有效湍流强度(Effective Turbulence Intensity)Ieff来考虑尾流影响导致的载荷增加，它充分反映了环境湍流和尾流导致的附加湍流对风机载荷的影响。
由于行业内风资源评估软件使用的用于计算有效/附加湍流强度的模型有所不同，对于有效/附加湍流模型的描述和内嵌应用存在一定问题，导致有效湍流强度和极端湍流强度的计算和真实情况相比存在偏差，且有效湍流强度和极端湍流强度的提取便利性较差。
具体而言，现有的风资源评估软件对于有效湍流强度和极端湍流强度的计算，采用实际风频分布拟合得到连续分布，再将连续分布风频二次离散化用于有效湍流强度的加权计算，二次统计误差导致得到的计算结果的准确性较低。对于不同材料参数m值下的Ieff值，现有软件需要分多次单独计算，且每个机位点的湍流值需要单独提取，便利性较差。
发明内容
本申请针对现有方式的缺点，提出一种风电场湍流强度参数的确定方法及装置，用以解决现有技术存在的对有效湍流强度和极端湍流强度的计算的准确性较低且对有效湍流强度和极端湍流强度的提取的便利性较差的技术问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种风电场湍流强度参数的确定方法，包括：
获取风电场中各机位点的风资源参数信息，并获取各机位点的风力发电机组的材料参数；
根据风资源参数信息，确定风电场中各机位点的离散化的实际风频分布数据和实际湍流强度数据；
根据实际风频分布数据、实际湍流强度数据，通过预设的有效湍流强度模型确定各机位点处在材料参数下的有效湍流强度；
对实际湍流强度数据进行处理，得到各机位点处的极端湍流强度。
第二方面，本申请实施例提供了一种风电场湍流强度参数的确定装置，包括：
数据获取模块，用于获取风电场中各机位点的风资源参数信息，并获取各机位点的风力发电机组的材料参数；
参数确定模块，用于根据风资源参数信息，确定风电场中各机位点的离散化的实际风频分布数据和实际湍流强度数据；
湍流强度确定模块，用于：根据实际风频分布数据、实际湍流强度数据，通过预设的有效湍流强度模型确定各机位点处在材料参数下的有效湍流强度；对实际湍流强度数据进行处理，得到各机位点处的极端湍流强度。
第三方面，本申请实施例提供了一种风电场湍流强度参数的确定设备，包括：存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，该计算机程序由处理器执行以实现本申请实施例第一方面提供的风电场湍流强度参数的确定方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本申请实施例第一方面提供的风电场湍流强度参数的确定方法。
本申请实施例提供的技术方案，至少具有如下有益效果：
1)现有方法对于有效湍流强度和极端湍流强度的计算，采用实际风频分布拟合得到连续分布，再将连续分布风频二次离散化用于有效湍流强度的加权计算，二次统计误差导致得到的计算结果的准确性较低；相对于该二次统计的方法，本申请实施例可直接基于离散的实际风频分布数据来确定有效湍流强度和极端湍流强度，消除了二次统计过程中的统计误差，从而提高了机位点有效湍流强度和极端湍流强度的准确性，进而提高风资源评估的准确性和风力发电机组适应性评估的可靠性。
2)现有方法对于不同材料参数下的有效湍流强度值需要分多次计算，且每个机位点处的Ieff值和ETM值分别存放，难以批量直接输出，便利性较差；相对于现有方法，本申请实施例使用离散的实际风频分布数据和实际湍流强度数据直接进行Ieff值的计算和ETM值的提取，可以实现不同材料参数下的有效湍流强度值的同步计算，批量提取，有效地提高了计算和提取数据的便利性。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本申请实施例提供的一种风电场湍流强度参数的确定方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种风电场湍流强度参数的确定方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的一种风电场湍流强度参数的确定装置的结构框架示意图；
图4为本申请实施例提供的一种风电场湍流强度参数的确定设备的结构框架示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请，本申请实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
首先对本申请涉及的几个名词进行介绍和解释：
风力发电机组(Wind Turbine Generator System，WTGS)：是指把风的动能转换为电能的系统设备。
风电场(Wind Farm，WF)：风电场是人类发明的一种工具，风电场利用风能并结合一系列发电机器从而实现利用风能发电的目的。
湍流强度(Turbulence Intensity)：是指短时间内(一般少于10min)内风速波动的衡量。
环境湍流强度(Ambient Turbulence Intensity)：是指目标风机位置处仅受外界环境(气候条件、地形、地表粗糙度等)影响下的湍流强度。
附加湍流强度(Added/Additional Turbulence Intensity)：是指目标风机位置处仅仅为周边风机的存在和运行造成的额外的湍流强度。
总体湍流强度(Total Turbulence Intensity)是指目标风机位置处综合考虑周围环境影响和周边风机影响下的综合性的湍流强度，是环境湍流强度和附加湍流强度的综合值。
有效湍流强度(Effective Turbulence Intensity)：是指考虑过机组材料参数，总体湍流强度的等效值。
风频分布矩阵(Wind Distribution Matrix)：是指机位点处各扇区各风速段风频占比比值组成的矩阵。
湍流强度矩阵(Turbulence Intensity Matrix)是指机位点处各扇区各风速段下湍流强度值组成的矩阵。
下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。
基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种风电场湍流强度参数的确定方法，如图1所示，该确定方法包括：
S101，获取风电场中各机位点的风资源参数信息，并获取各机位点的风力发电机组的材料参数。
可选地，获取风电场中各机位点的风资源参数信息，包括：
获取风电场中地形信息和热力学参数信息；获取风电场中各测风点的实测风资源参数、坐标信息以及目标机位点的坐标信息；根据地形信息、热力学参数信息和实测风资源参数，对风电场中的风资源进行数值模拟仿真；根据数值模拟仿真的仿真结果、各测风点的坐标信息和目标机位点的坐标信息，确定风电场中各机位点的风资源参数信息。
本申请实施例中根据地形信息、热力学参数信息和实测风资源参数，对风电场中的风资源进行数值模拟仿真的方法为现有方法，本领域技术人员可以理解其具体执行过程，此处不作赘述。
可选地，得到数值模块仿真的仿真结果后，根据该仿真结果、各测风点的坐标信息和目标机位点的坐标信息，可外推得到风电场中各机位点的风资源参数信息，其中，外推法为现有技术中常用的数值推断方法，本领域技术人员可以理解其具体执行过程，此处不作赘述。
上述地形信息可以包括表征地形、地表粗糙度等的信息，上述热力学参数信息可以包括热力稳定度，上述实测风资源参数可以包括实测的各机位点的风速值、尾流衰减、风频数据、入流角、风切变、环境湍流强度、附加湍流强度等参数。
可选地，获取各机位点的风力发电机组的材料参数，包括：获取各机位点的风力发电机组所用材料的Wohler指数。
S102，根据风资源参数信息，确定风电场中各机位点的离散化的实际风频分布数据和实际湍流强度数据，之后执行S103和S104。
可选地，根据风资源参数信息，确定各机位点的各扇区和各风速段对应的风频数据和总体湍流强度特征值；将确定的多个风频数据作为实际风频分布数据，将获取的多个总体湍流强度特征值作为实际湍流强度数据；以及，多个风频数据对应多个扇区或多个风速段，多个总体湍流强度特征值对应多个扇区或多个风速段。
可选地，可以由风资源参数信息中提取对应的多个风频数据。
可选地，总体湍流强度特征值根据风资源参数信息中的环境湍流强度值和附加湍流强度值来确定，具体地，若将总体湍流强度特征值、环境湍流强度值和附加湍流强度值分别用Itotal、Iambient和Iadded表示，则总体湍流强度特征值Itotal为：
S103，根据实际风频分布数据、实际湍流强度数据，通过预设的有效湍流强度模型确定各机位点处在材料参数下的有效湍流强度。
可选地，根据各机位点的各扇区和各风速段对应的风频数据，生成实际风频分布矩阵；根据各机位点的各扇区和各风速段对应的总体湍流强度特征值，生成实际湍流强度矩阵；将实际风频分布矩阵、实际湍流强度矩阵和材料参数，输入有效湍流强度模型，得到各机位点处在材料参数下的有效湍流强度。
可选地，根据各机位点的各扇区和各风速段对应的风频数据，可生成如下的实际风频分布矩阵F：
在该实际风频分布矩阵F中，l表示实际风频分布数据可覆盖的风速段(bin)的数量，n表示所属机位点在360度(即360°)全方向被等距划分后形成的扇区的数量，对应地，实际风频分布矩阵F中的元素Fi,j(i∈[1,l]，j∈[1,n])表示第i个风速段第j个扇区的风频数据；该实际风频分布矩阵F中的各元素的数值之各为1，即
可选地，根据各机位点的各扇区和各风速段对应的总体湍流强度特征值，可生成的如下的实际湍流强度矩阵TI：
在该实际湍流强度矩阵TI中，l和n的含义同表达式(2)，对应地，实际湍流强度矩阵TI中的元素TIi,j(i∈[1,l]，j∈[1,n])表示第i个风速段第j个扇区的总体湍流强度特征值(90％分位值)。
可选地，预设的有效湍流强度模型可以是以现有的Frandsen有效湍流强度模型为基础、结合本申请实施例中各机位点的扇区数量和各机位点实际风频分布数据所覆盖的风速段的数量确定出的模型，本领域技术人员可以理解Frandsen有效湍流强度模型涉及的表达式，在此不再赘述。
在一个示例中，若各机位点的扇区数量为n、各机位点实际风频分布数据所覆盖的风速段的数量为l，根据n和l可将现有的Frandsen有效湍流强度模型离散化为如下表达式：
在表达式(4)中，Vi为第i个风速段对应的风速点，Ieff(Vi)为第i个风速段下的有效湍流强度，θj为某机位点第j个扇区的扇区中值，p(θj|Vi)＝Fi,j，I(θj|Vi)＝tii,j，m为材料的Wohler指数。
本申请实施例中第j个扇区的扇区中值表示第j个扇区范围内中值点处的角度值；例如，若机位点在360°全方向被平均分为12个扇区，则每个扇区宽度为30°，对于第1、2、……、12个扇区，其扇区范围分别为(-15°(即345°)～15°)、(15°～45°)、……、(315°～345°)，其扇区中值的取值分别为θ1＝0°、θ2＝30°、……、θ12＝330°。
将实际风频分布矩阵F和实际湍流强度矩阵TI以及获取的Wohler指数均输入表达式(4)所示的，机位点的分风速段有效湍流强度即有效湍流强度向量为Frandsen有效湍流强度模型中，可得到某一机位点的有效湍流强度Ieff，具体如下述的向量所示：
在表达式(5)中，分别表示第1个风速段、第2个风速段、第l个风速段的有效湍流强度，上标T表示对矩阵进行转置。
S104，对实际湍流强度数据进行处理，得到各机位点处的极端湍流强度。
事实上，S103和S104之间不存在严格的执行顺序，可以同时执行，也可以先执行一个步骤，后执行另一个步骤。
可选地，将实际湍流强度数据，划分成对应多个风速段的实际湍流强度数据子集；对各实际湍流强度数据子集中的各总体湍流强度特征值进行统计筛选，得到各机位点处的极端湍流强度。
可选地，对各实际湍流强度数据子集中的各总体湍流强度特征值进行统计筛选可以包括：从各实际湍流强度数据子集中提取特征值，提取何种该特征值可以根据实际需求确定，例如可提取实际湍流强度数据子集中的最大值做为特征值。
在一个示例中，对表达式(3)所示的实际湍流强度矩阵TI进行实际湍流强度数据子集的划分，并对划分的各实际湍流强度数据子集进行统计筛选，可得到如下式所示的机位点处的极端湍流强度ETM：
在表达式(6)中，etm1、etm2、etml分别为某机位点在第1个风速段、第2个风速段、第l个风速段的极端湍流强度，各风速段的极端湍流强度为各风速段的各总体湍流强度特征值中的最大值。
可选地，如图2所示，本申请实施例提供的风电场湍流强度参数的确定方法，在上述步骤S101至S104的基础上，还包括在步骤S101之后执行的步骤S105和以步骤S103至S105为基础的S106：
S105，从风资源参数信息中，确定出各机位点处的风速值、尾流衰减、入流角、风切变中的至少一种风资源参数。
可选地，对于预设的任意一个风速点，判断该风速点在风资源评估单元中所属的第一风速段与该风速点在载荷仿真计算单元中所属的第二风速段是否一致；若第一风速段与第二风速段不一致，则根据第二风速段和该风速点的对应关系对第一风速段的风速点进行修正，修正后执行后续的步骤S106，若第一风速段与第二风速段一致，直接执行S106。
本申请实施例中的风速点和风速段的对应关系可根据实际需求预先设置，例如，对于任意一个风速段，可将其中的指定数值(如上限值、中值或下限值)作为代表该风速段的唯一风速点。
可选地，可通过如下方式判断风速点在风资源评估单元中所属的第一风速段与风速值在载荷仿真计算单元中所属的第二风速段是否一致：若风速点在第一风速段中所属的数值区间与在第二风速段中所属的数值区间一致，则可认为第一风速段与第二风速段一致。
在一个示例中，假设第一风速段和第二风速段均包括由小到大排列的三个数值区间：较小数值区间、中间数值区间和较大数值区间，若风速点在第一风速段和第二风速段中所属的数值区间均为中间数值区间，则可认为第一风速段与第二风速段一致；其中，在第一风速段和第二风速段中所划分的三个数值区间的具体数值范围可根据实际需求设置。
在一个示例中，假设确定出的一个风速值为3m/s(米/秒)，若由风资源评估单元输出的第一风速段为2m/s～3m/s，输入载荷仿真计算单元的第二风速段为2.5m/s～3.5m/s，可以看出，在第一风速段中该风速点为上限值，而在第二风速段中该风速点为中值，明显属于不同的数值区间，因此在此示例中，第一风速段与第二风速段不一致，需要对第一风速段的风进行修正。
可选地，根据第二风速段和该风速点的对应关系对第一风速段的风速点进行修正可以包括：根据该风速点在第二风速段中所处的位置，将第二风速段中的风速点调整为同样位置的数值。在一个示例中，若同一风速点在第二风速段中为中值、在第一风速段中为上限值，则将第一风速段的风速点由第一风速段的上限值调整为第一风速段的中值。
在一个示例中，若l个第一风速段的风速点均为对应第一风速段的上限值，且分别表示为[V1,V2,…,Vl]，第一风速段的单位(即第一风速段上限值与下限值之差)为ΔV，则修正后的l个第一风速段的风速点为对应第一风速段的中值，可表示为
在上述示例中，修正前有效湍流强度和极端湍流强度对应风速点的增广矩阵为：
修正后的有效湍流强度和极端湍流强度对应风速点的增广矩阵为：
由表达式(7)和表达式(8)可知，对第二风速段的风速点进行修正后，可使风资源评估单元输的出风速段和风速点与输入载荷仿真计算单元的风速段和风速点保持一致，同时不影响有效湍流强度和极端湍流强度的数值，从而为载荷适应性分析提供准确的分风速段的湍流强度输入参数。
S106，将各机位点处的至少一种风资源参数、有效湍流强度和极端湍流强度，输入载荷仿真计算单元。
可选地，输入载荷仿真计算单元的至少一种风资源参数、有效湍流强度和极端湍流强度均为对应机位点的全扇区参数，从而形成完成的载荷仿真计算单元的输入参数。
应用本申请实施例提供的风电场湍流强度参数的确定方法，至少可以实现如下有益效果：
1)现有方法对于有效湍流强度和极端湍流强度的计算，采用实际风频分布拟合得到连续分布，再将连续分布风频二次离散化用于有效湍流强度的加权计算，二次统计误差导致得到的计算结果的准确性较低；相对于该二次统计的方法，本申请实施例可直接基于离散的实际风频分布数据来确定有效湍流强度和极端湍流强度，消除了二次统计过程中的统计误差，从而提高了机位点有效湍流强度和极端湍流强度的准确性，进而提高风资源评估的准确性和风力发电机组适应性评估的可靠性。
2)现有方法对于不同材料参数下的有效湍流强度值需要分多次计算，且每个机位点处的Ieff值和ETM值分别存放，难以批量直接输出，便利性较差；相对于现有方法，本申请实施例使用离散的实际风频分布数据和实际湍流强度数据直接进行Ieff值的计算和ETM值的提取，可以实现不同材料参数下的有效湍流强度值的同步计算，批量提取，有效地提高了计算和提取数据的便利性。
3)现有的方法在计算Ieff值和提取ETM值使用的湍流强度数据并非真实的湍流强度数据，而是对某扇区某风速段处的湍流进行外推补全之后的数据，若补全方式不合理，则容易造成Ieff值和ETM值计算和提取的不准确；相对于该现有方法，本申请实施例直接基于真实的湍流强度数据(即离散化的实际湍流强度数据)进行计算和提取，消除了对湍流强度数据不合理外推和补全带来的偏差和错误，有效地提高了Ieff值和ETM值计算和提取的准确性。
4)在风资源评估单元输出的风速段与输入载荷评估单元的风速段不一致的情况下，若将风资源评估单元将输出的风速段对应的湍流强度输入到载荷仿真计算单元之中，容易使对机位点载荷的适应性分析过于保守或激进，从而难以保证风力发电机组造价成本的经济性或风力发电机组的安全；本申请实施例通过对风资源评估单元输出的第一风速段对应的风速点进行修正，可实现风速段的统一，使得风资源评估单元和载荷仿真计算单元的风速段参数保持一致，从而消除风资源评估单元输出和载荷仿真计算单元输入需求的偏差，实现对载荷仿真计算单元的精准输入，进而实现对湍流强度等风资源参数据的更精准的适应性分析的精准输入，以提高风力发电机组安全性和选型的经济性。
基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种风电场湍流强度参数的确定装置，可执行前面所述的方法实施例中提供的风电场湍流强度参数的确定方法，如图3所示，该风电场湍流强度参数的确定装置300包括：数据获取模块301、参数确定模块302以及湍流强度确定模块303。
数据获取模块301，用于获取风电场中各机位点的风资源参数信息，并获取各机位点的风力发电机组的材料参数。
参数确定模块302，用于根据风资源参数信息，确定风电场中各机位点的离散化的实际风频分布数据和实际湍流强度数据。
湍流强度确定模块303，用于：根据实际风频分布数据、实际湍流强度数据，通过预设的有效湍流强度模型确定各机位点处在材料参数下的有效湍流强度；对实际湍流强度数据进行处理，得到各机位点处的极端湍流强度。
可选地，本申请实施提供的风电场湍流强度参数的确定装置，还包括：载荷输入模块。
可选地，参数确定模块302还用于：从风资源参数信息中，确定出各机位点处的风速值、尾流衰减、入流角、风切变中的至少一种风资源参数。
可选地，载荷输入模块用于：将各机位点处的至少一种风资源参数、有效湍流强度和极端湍流强度，输入载荷仿真计算单元。
可选地，本申请实施提供的风电场湍流强度参数的确定装置，还包括：修正模块。
修正模块用于：将每个机位点处的至少一种风资源参数，输入载荷仿真计算单元之前，对于预设的任意一个风速点，判断风速点在风资源评估单元中所属的第一风速段与风速点在载荷仿真计算单元中所属的第二风速段是否一致；若第一风速段与第二风速段不一致，则根据第二风速段和风速点的对应关系对第一风速段的风速点进行修正。
可选地，参数确定模块302具体用于：根据风资源参数信息，确定各机位点的各扇区和各风速段对应的风频数据和总体湍流强度特征值；将确定的多个风频数据作为实际风频分布数据，将获取的多个总体湍流强度特征值作为实际湍流强度数据；其中，多个风频数据对应多个扇区或多个风速段，多个总体湍流强度特征值对应多个扇区或多个风速段。
可选地，湍流强度确定模块303具体用于：根据各机位点的各扇区和各风速段对应的风频数据，生成实际风频分布矩阵；根据各机位点的各扇区和各风速段对应的总体湍流强度特征值，生成实际湍流强度矩阵；将实际风频分布矩阵、实际湍流强度矩阵和材料参数，输入有效湍流强度模型，得到各机位点处在材料参数下的有效湍流强度。
可选地，湍流强度确定模块303具体用于：将实际湍流强度数据，划分成对应多个风速段的实际湍流强度数据子集；对各实际湍流强度数据子集中的各总体湍流强度特征值进行统计筛选，得到各机位点处的极端湍流强度。
可选地，数据获取模块301具体用于：获取风电场中地形信息和热力学参数信息；获取风电场中各测风点的实测风资源参数、坐标信息以及目标机位点的坐标信息；根据地形信息、热力学参数信息和实测风资源参数，对风电场中的风资源进行数值模拟仿真；根据数值模拟仿真的仿真结果、各测风点的坐标信息和目标机位点的坐标信息，确定风电场中各机位点的风资源参数信息。
本申请实施例提供的风电场湍流强度参数的确定装置300，与前面所述的方法实施例具有相同的发明构思及相同的有益效果，该风电场湍流强度参数的确定装置300中未详细示出的内容可参照前面所述的方法实施例，在此不再赘述。
基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种风电场湍流强度参数的确定设备，如图4所示，该风电场湍流强度参数的确定设备400包括：存储器401和处理器402。
本申请实施例中的存储器401上存储有计算机程序，该计算机程序由处理器402执行以实现本申请实施例所提供的风电场湍流强度参数的确定方法。
本申请实施例中的存储器401可以是ROM(Read-Only Memory，只读存储器)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，可以是RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory，电可擦可编程只读存储器)、CD-ROM(Compact Disc Read-Only Memory，只读光盘)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。
本申请实施例中的处理器402可以是CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、通用处理器、DSP(Digital Signal Processor，数据信号处理器)、ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit，专用集成电路)、FPGA(Field－Programmable GateArray，现场可编程门阵列)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器402也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等。
本技术领域技术人员可以理解，本申请实施例提供的风电场湍流强度参数的确定设备400可以为所需的目的而专门设计和制造，或者也可以包括通用计算机中的已知设备。这些设备具有存储在其内的计算机程序，这些计算机程序选择性地激活或重构。这样的计算机程序可以被存储在设备(例如，计算机)可读介质中或者存储在适于存储电子指令并分别耦联到总线的任何类型的介质中。
本申请实施例提供的风电场湍流强度参数的确定设备400，与前面所述的各实施例具有相同的发明构思及相同的有益效果，该风电场湍流强度参数的确定设备400中未详细示出的内容可参照前面所述的各实施例，在此不再赘述。
基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本申请实施例所提供的风电场湍流强度参数的确定方法。
该计算机可读介质包括但不限于任何类型的盘(包括软盘、硬盘、光盘、CD-ROM、和磁光盘)、ROM、RAM、EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory，可擦写可编程只读存储器)、EEPROM、闪存、磁性卡片或光线卡片。也就是，可读介质包括由设备(例如，计算机)以能够读的形式存储或传输信息的任何介质。
本申请实施例提供的计算机可读存储介质，与前面所述的各实施例具有相同的发明构思及相同的有益效果，该计算机可读存储介质中未详细示出的内容可参照前面所述的各实施例，在此不再赘述。
本技术领域技术人员可以理解，本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (11)
1.一种风电场湍流强度参数的确定方法，其特征在于，包括：
获取风电场中各机位点的风资源参数信息，并获取各机位点的风力发电机组的材料参数；
根据所述风资源参数信息，确定各所述机位点的各扇区和各风速段对应的风频数据和总体湍流强度特征值；将确定的多个所述风频数据作为实际风频分布数据，将获取的多个所述总体湍流强度特征值作为实际湍流强度数据；以及，多个所述风频数据对应多个所述扇区或多个所述风速段，多个所述总体湍流强度特征值对应多个所述扇区或多个所述风速段；
根据所述实际风频分布数据、所述实际湍流强度数据，通过预设的有效湍流强度模型确定各所述机位点处在所述材料参数下的有效湍流强度；
对所述实际湍流强度数据进行处理，得到各所述机位点处的极端湍流强度。
2.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，还包括：
从所述风资源参数信息中，确定出各所述机位点处的风速值、尾流衰减、入流角、风切变中的至少一种风资源参数；
将各所述机位点处的所述至少一种风资源参数、所述有效湍流强度和所述极端湍流强度，输入载荷仿真计算单元。
3.根据权利要求2所述的确定方法，其特征在于，所述将各所述机位点处的所述至少一种风资源参数，输入载荷仿真计算单元之前，还包括：
对于预设的任意一个风速点，判断所述风速点在风资源评估单元中所属的第一风速段与所述风速点在所述载荷仿真计算单元中所属的第二风速段是否一致；
若所述第一风速段与所述第二风速段不一致，则根据所述第二风速段和所述风速点的对应关系对所述第一风速段的风速点进行修正。
4.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，根据所述实际风频分布数据、所述实际湍流强度数据，通过预设的有效湍流强度模型确定各所述机位点处在所述材料参数下的有效湍流强度，包括：
根据各所述机位点的各扇区和各风速段对应的风频数据，生成实际风频分布矩阵；
根据各所述机位点的各扇区和各风速段对应的总体湍流强度特征值，生成实际湍流强度矩阵；
将所述实际风频分布矩阵、实际湍流强度矩阵和材料参数，输入所述有效湍流强度模型，得到各所述机位点处在所述材料参数下的有效湍流强度。
5.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述对所述实际湍流强度数据进行处理，得到各所述机位点处的极端湍流强度，包括：
将所述实际湍流强度数据，划分成对应多个风速段的实际湍流强度数据子集；
对各所述实际湍流强度数据子集中的各总体湍流强度特征值进行统计筛选，得到各所述机位点处的极端湍流强度。
6.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述获取风电场中各机位点的风资源参数信息，包括：
获取所述风电场中地形信息和热力学参数信息；
获取所述风电场中各测风点的实测风资源参数、坐标信息以及目标机位点的坐标信息；
根据所述地形信息、热力学参数信息和所述实测风资源参数，对所述风电场中的风资源进行数值模拟仿真；
根据所述数值模拟仿真的仿真结果、各所述测风点的坐标信息和所述目标机位点的坐标信息，确定所述风电场中各所述机位点的风资源参数信息。
7.一种风电场湍流强度参数的确定装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取风电场中各机位点的风资源参数信息，并获取各机位点的风力发电机组的材料参数；
参数确定模块，用于根据所述风资源参数信息，确定各所述机位点的各扇区和各风速段对应的风频数据和总体湍流强度特征值；将确定的多个所述风频数据作为实际风频分布数据，将获取的多个所述总体湍流强度特征值作为实际湍流强度数据；以及，多个所述风频数据对应多个所述扇区或多个所述风速段，多个所述总体湍流强度特征值对应多个所述扇区或多个所述风速段；
湍流强度确定模块，用于：根据所述实际风频分布数据、所述实际湍流强度数据，通过预设的有效湍流强度模型确定各所述机位点处在所述材料参数下的有效湍流强度；对所述实际湍流强度数据进行处理，得到各所述机位点处的极端湍流强度。
8.根据权利要求7所述的确定装置，其特征在于，还包括：载荷输入模块；
所述参数确定模块还用于：从所述风资源参数信息中，确定出各所述机位点处的风速值、尾流衰减、入流角、风切变中的至少一种风资源参数；
所述载荷输入模块用于：将各所述机位点处的所述至少一种风资源参数、所述有效湍流强度和所述极端湍流强度，输入载荷仿真计算单元。
9.根据权利要求8所述的确定装置，其特征在于，还包括：修正模块；
所述修正模块用于：将每个所述机位点处的所述至少一种风资源参数，输入载荷仿真计算单元之前，对于预设的任意一个风速点，判断所述风速点在风资源评估单元中所属的第一风速段与所述风速点在所述载荷仿真计算单元中所属的第二风速段是否一致；若所述第一风速段与所述第二风速段不一致，则根据所述第二风速段和所述风速点的对应关系对所述第一风速段的风速点进行修正。
10.一种风电场湍流强度参数的确定设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序由所述处理器执行以实现如权利要求1至6中任一项所述的风电场湍流强度参数的确定方法。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的风电场湍流强度参数的确定方法。
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