CN113864112A - 风力发电机组的尾流流场的确定方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种风力发电机组的尾流流场的确定方法、装置及系统。该风力发电机组的尾流流场的确定方法，包括：获取风电场中各风力发电机组的叶轮迎风面的当前等效风速；根据各风力发电机组在当前等效风速下的功率系数、推力系数以及等效风速，确定各风力发电机组的当前推力；根据各风力发电机组的当前推力，确定各风力发电机组的当前候选尾流流场；确定当前候选尾流流场与上一次候选尾流流场的偏差是否小于预设值；若是，则将当前候选尾流流场作为尾流流场，若否，则继续确定各风力发电机组的下一次候选尾流流场。本申请实施例能够提高风力发电机组的尾流流场的计算精确性。
Description
技术领域
本申请涉及风力发电机组的技术领域，具体而言，本申请涉及一种风力发电机组的尾流流场的确定方法、装置及系统。
背景技术
目前，大部分风电场将多台风力发电机组排布在一起，下游风力发电机组会受上游风力发电机组尾流的影响。风机尾流的影响主要包括两个方面，一方面会引起风速衰减，从而导致发电量降低；另一方面会引起湍流增加，从而影响风力发电机组的安全。
现在大型风电场越来越多，采用基于小型风电场总结出来的线性尾流模型，会使得风电场中风力发电机组的尾流流场的计算不精确，从而低估风力发电机组的尾流的影响，导致高估发电量，带来投资风险。而且，尾流流场的影响因素不仅包括现有模型中的风机推力系数ct和风机的间距，还包括大气稳定度和湍流等，但是这些参数的影响在现有的尾流模型中体现不出来，进而也导致风电场中风力发电机组的尾流流场的计算不精确。
发明内容
本申请针对现有方式的缺点，提出一种风力发电机组的尾流流场的确定方法、装置及系统，用以解决现有技术存在的风电场中风力发电机组的尾流流场的计算不精确的技术问题。
第一方面，本申请实施例提供一种风力发电机组的尾流流场的确定方法，包括：
获取风电场中各风力发电机组的叶轮迎风面的当前等效风速；
根据各风力发电机组在当前等效风速下的功率系数、推力系数以及等效风速，确定各风力发电机组的当前推力；
根据各风力发电机组的当前推力，确定各风力发电机组的当前候选尾流流场；
确定当前候选尾流流场与上一次候选尾流流场的偏差是否小于预设值；若是，则将当前候选尾流流场作为尾流流场，若否，则继续确定各风力发电机组的下一次候选尾流流场。
在一个可能的实现方式中，获取风电场中各风力发电机组的叶轮迎风面的当前等效风速之前，包括：
根据每个单元的风速、每个单元的法向和每个单元的面积，确定各风力发电机组的叶轮迎风面的当前等效风速；各风力发电机组的叶轮迎风面划分为若干个单元。
在一个可能的实现方式中，各风力发电机组在当前等效风速下的功率系数和推力系数通过如下方式得到：
根据各风力发电机组的位置信息和机型型号，确定各风力发电机组的功率曲线以及推力曲线分别与风速的对应关系；
根据各风力发电机组的功率曲线以及推力曲线分别与风速的对应关系，确定各风力发电机组在对应当前等效风速下的功率系数和推力系数。
在一个可能的实现方式中，获取风电场中各风力发电机组的叶轮迎风面的当前等效风速之前，还包括：
根据风频信息，确定致动盘扇区；
根据致动盘扇区和预存的各风力发电机组排布信息，确定致动盘网格。
在一个可能的实现方式中，根据各风力发电机组的当前推力，确定各风力发电机组的当前候选尾流流场，包括：
根据各风力发电机组排布信息，将各风力发电机组的当前推力对应增加到致动盘网格中；
根据预存的流场控制方程，确定各风力发电机组的当前候选尾流流场。
第二方面，本申请实施例还提供一种风力发电机组的尾流流场的确定装置，包括：
风速确定模块，用于获取风电场中各风力发电机组的叶轮迎风面的当前等效风速；
推力确定模块，用于根据各风力发电机组在当前等效风速下的功率系数、推力系数以及等效风速，确定各风力发电机组的当前推力；
尾流流场确定模块，用于根据各风力发电机组的当前推力，确定各风力发电机组的当前候选尾流流场，确定当前候选尾流流场与上一次候选尾流流场的偏差是否小于预设值；若是，则将当前候选尾流流场作为尾流流场，若否，继续确定各风力发电机组的下一次候选尾流流场。
在一个可能的实现方式中，该风力发电机组的尾流流场的确定装置还包括：
致动盘网格确定模块，用于根据风频信息，确定致动盘扇区；根据致动盘扇区和预存的各风力发电机组排布信息，确定致动盘网格；以及，
尾流流场确定模块具体用于根据各风力发电机组排布信息，将各风力发电机组的当前推力对应增加到致动盘网格中；根据预存的流场控制方程，确定各风力发电机组的当前候选尾流流场。
第三方面，本申请实施例还提供一种风力发电机组的控制器，包括处理器；
存储器，与处理器电连接；
至少一个程序，被存储在存储器中并被配置为由处理器执行，至少一个程序被配置用于：实现第一方面的风力发电机组的尾流流场的确定方法。
第四方面，本申请实施例还提供一种风力发电机组的尾流流场的确定系统，包括：多个风力发电机组和如第三方面的风力发电机组的控制器；
控制器与多个风力发电机组均通信连接。
第五方面，本申请实施例再提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质用于存储计算机指令，当计算机指令在计算机上运行时，实现如第一方面的风力发电机组的尾流流场的确定方法。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果是：
本申请实施例是基于风力发电机组和尾流流场是双向耦合的思路，在尾流流场的计算的过程中，将上一次的候选尾流流场和风力发电机组对流场的推力循环迭代实时更新，能够提高风力发电机组的尾流流场的计算精度，从而能够正确评估风力发电机组的尾流的影响，使得发电量评估更准确，降低投资风险。
首先，本申请实施例获取风电场中各风力发电机组的叶轮迎风面的当前等效风速，根据各风力发电机组在当前等效风速下的功率系数、推力系数以及等效风速，确定各风力发电机组的当前推力。也就是，本申请实施例结合各风力发电机组特性，能够实时得到各风力发电机组的当前推力，进而能够提高风力发电机组的尾流流场的计算精度。
其次，本申请实施例将各风力发电机组的当前推力加入到各风力发电机组的尾流流场的确定中，能够更加准确地模拟风力发电机组的尾流对尾流流场的影响，进一步提高风力发电机组的尾流流场的计算精度。
再次，本申请实施例将当前候选尾流流场和上一次候选尾流流场的偏差，与预设值进行比较，直到偏差小于预设值时尾流流场收敛，也就是尾流流场的计算结果趋于稳定时，将当前候选尾流流场作为尾流流场，进一步保证风力发电机组的尾流流场的计算精度。
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力发电机组的尾流流场的确定方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的另一种风力发电机组的尾流流场的确定方法的流程图；
图3为本申请实施例提供的一种风力发电机组的尾流流场的确定装置的结构框图；
图4为本申请实施例提供的另一种风力发电机组的尾流流场的确定装置的结构框图；
图5为本申请实施例提供的一种风力发电机组的控制器的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本申请，本申请的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。
本申请的发明人进行研究发现，大部分风电场将多台风力发电机组排布在一起，下游风力发电机组会受上游风力发电机组尾流的影响。风力发电机组尾流的影响主要包括两个方面：一方面会引起风速衰减，从而导致发电量降低；另一方面会引起湍流增加，从而影响风力发电机组的安全。
目前，评估风力发电机组的尾流流场的影响是风资源评估领域的重要课题。现行风资源评估方法都是采用线性尾流模型，未考虑风力发电机组和流场之间的双向耦合影响，例如WASP软件中尾流的速度形式，如表达式一所示。
表达式一中，V0为尾流前风速，V为尾流后风速，Ct为风机推力系数，D0为叶轮直径，x为风机间距离，k为与模型有关的参数。
但是，这种线性尾流模型是根据经验总结而来，适用于小型风电场，对于大型风电场评估不准确。本申请的发明人经过试验发现，类似于WASP软件中的线性尾流模型低估了风场中心尾流导致的损失。
本申请的发明人进一步研究发现，风力发电机组从流过风电场的风中吸收能量降低风速，风速降低多少是由风力发电机组的运行状态决定的，风机的运行状态由受上风向风力发电机组影响之后的尾流流场决定，从而风力发电机组和尾流流场是双向耦合的。因此，本申请的发明人考虑基于风力发电机组和尾流流场是双向耦合的思路，确定风力发电机组的尾流流场。
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。
本申请实施例提供一种风力发电机组的尾流流场的确定方法，参见图1所示，该风力发电机组的尾流流场的确定方法，包括如下步骤：
S101、获取风电场中各风力发电机组的叶轮迎风面的当前等效风速。
在一些实施例中，获取风电场中各风力发电机组的叶轮迎风面的当前等效风速之前，包括：
根据每个单元的风速、每个单元的法向和每个单元的面积，确定各风力发电机组的叶轮迎风面的当前等效风速；各风力发电机组的叶轮的迎风面划分为若干个单元。
可选地，从尾流流场中获取风力发电机组的叶轮迎风面的等效风速Ueff，该速度并不是直接从尾流流场中提取的风速，而是风力发电机组的叶轮迎风面的等效风速Ueff，等效风速Ueff的计算过程，如表达式二所示。
表达式二中，
表示每个单元的速度，
表示每个单元的法向，Ai表示每个单元的面积。
可选地，根据k-ε湍流模型控制方程，基于大气的分布规律采用速度入口设置大气入口边界条件，采用三层入口边界条件，包括边界层底层、边界层和地转风层。入口的顶部和两侧采用对称边界条件，出口采用压力出口，底部采用壁面边界条件。
在一些实施例中，获取风电场中各风力发电机组的叶轮迎风面的当前等效风速之前，还包括：
根据风频信息，确定致动盘扇区；
根据致动盘扇区和预存的各风力发电机组排布信息，确定致动盘网格。
可选地，风频信息包括不同风向的频率，例如：若以225-270角度的风向为主，则将225-270角度对应的扇区添加致动盘，即确定了致动盘扇区，相当于在主风进行致动盘的尾流计算。
可选地，致动盘网格的方向与所计算的致动盘扇区的方向一致，则根据致动盘扇区和预存的风力发电机组排布信息就可以确定致动盘网格。
可选地，在致动盘网格上的各风力发电机组的位置，选取圆柱体区域进行网格加密，圆柱的轴线与致动盘扇区方向平行，圆柱的半径根据风力发电机组的叶轮直径确定，圆柱的位置根据风力发电机组的位置确定。
可选地，致动盘网格是系统根据用户设置自动生成并发起计算。
可选地，致动盘网格根据预存的各风力发电机组排布信息，在有风力发电机组的地方做标记。
S102、根据各风力发电机组在当前等效风速下的功率系数、推力系数以及等效风速，确定各风力发电机组的当前推力。
在一些实施例中，各风力发电机组在当前等效风速下的功率系数和推力系数通过如下方式得到：
根据各风力发电机组的位置信息和机型型号，确定各风力发电机组的功率曲线以及推力曲线分别与风速的对应关系；
根据各风力发电机组的功率曲线以及推力曲线分别与风速的对应关系，确定各风力发电机组在对应当前等效风速下的功率系数和推力系数。
具体地，步骤S102中，本申请实施例结合各风力发电机组特性，能够实时得到各风力发电机组的当前推力，能够提高风力发电机组的尾流流场的计算精度。
可选地，根据线性尾流模型的风机排布方案，获得各风力发电机组的位置和机型信息，然后使用预存的各风力发电机组的功率曲线和推力曲线，并将根据等效风速Ueff可以获得该等效风速Ueff下的推力系数CT和功率系数CP。基于推力系数CT和功率系数CP，可以得到轴向的诱导系数a，轴向的诱导系数a能够反映致动盘扇区的存在导致的尾流流场速度的变化，轴向的诱导系数a的计算过程，如表达式三所示。
计算各风力发电机组的施加到尾流流场的当前推力T的计算过程，如表达式四所示。
表达式四中，ρ表示空气密度，AD表示风力发电机组的叶轮迎风面的面积。
S103、根据各风力发电机组的当前推力，确定各风力发电机组的当前候选尾流流场。
在一些实施例中，根据各风力发电机组的当前推力，确定各风力发电机组的当前候选尾流流场，包括：
根据各风力发电机组排布信息，将各风力发电机组的当前推力对应增加到致动盘网格中；
根据预存的流场控制方程，确定各风力发电机组的当前候选尾流流场。
具体地，本申请实施例将各风力发电机组的当前推力加入到各风力发电机组的尾流流场的确定中，能够更加准确地模拟风力发电机组的尾流对尾流流场的影响，进一步提高风力发电机组的尾流流场的计算精度。
可选地，将各风力发电机组的当前推力对应增加到致动盘网格中，包括：致动盘网格中有风力发电机组的位置对应增加当前推力，在没有风力发电机组的地方增加的当前推力T为0。
可选地，基于表达式四计算出的各风力发电机组的施加到流场的当前推力T，根据线性尾流模型方案中各风力发电机组排布信息，将计算得到的当前推力T施加到致动盘网格的风力发电机组的对应的位置中，根据预存的流场控制方程，确定各风力发电机组的当前候选尾流流场。预存的流场控制方程如表达式五所示。
表达式五中，υ表示流体的粘性系数，F表示流场的外力，U表示速度，t表示时间，
表示梯度算子。
具体地，表达式五是基于纳维尔－斯托克斯方程(Navier-Stokes equations)，依赖微分方程来描述流体的运动。表达式五左边表示物质导数；表达式五中间的第一项
是普通的欧拉导数(也就是在静止参照系中的导数)，第二项
表示由于流体的运动带来的变化，这个效应称为对流(advection)。
S104、确定当前候选尾流流场与上一次候选尾流流场的偏差是否小于预设值，若是，则执行步骤S105，若否，则执行步骤S101，继续确定各风力发电机组的下一次候选尾流流场。
S105、将当前候选尾流流场作为尾流流场。
可选地，步骤S101至步骤S104是重复迭代的过程，直至当前候选尾流流场与上一次候选尾流流场的偏差小于预设值，也就是计算的尾流流场趋于稳定时，便得到受各风力发电机组影响的尾流流场。
本申请实施例是基于风力发电机组和尾流流场是双向耦合的思路，在尾流流场的计算的过程中，将上一次的候选尾流流场和风力发电机组对流场的推力循环迭代实时更新，能够提高风力发电机组的尾流流场的计算精度，从而能够正确评估风力发电机组的尾流的影响，使得发电量评估更准确，降低投资风险。
同时，本申请实施例将当前候选尾流流场和上一次候选尾流流场的偏差，与预设值进行比较，直到偏差小于预设值时尾流流场收敛，也就是尾流流场的计算结果趋于稳定时，将当前候选尾流流场作为尾流流场，进一步保证风力发电机组的尾流流场的计算精度。
具体地，针对现有的线性尾流模型评估偏差偏大，传统致动盘风机模型无法实现风力发电机组和尾流流场之间的双向耦合的问题，本申请实施例采用CFD(ComputationalFluid Dynamics，计算流体动力学)的方法直接计算风力发电机组的尾流，将致动盘理论引入风资源评估领域，并根据风资源评估的特点进行改进，能够更加准确地模拟风力发电机组对流场地影响，物理还原度高。本申请实施例实现了风力发电机组和尾流流场的双向耦合，根据风力发电机组前的流场信息及风力发电机组的特性实时确定计算参数，提高了尾流流场的计算精度。而且，现有线性尾流模型中的参数有一些经验参数，不同的风力发电机组的参数取值不同，这种形式会导致使用上的困难和不确定性增加，采用致动盘尾流模型取消了经验参数，避免了这种不确定性。
此外，本申请实施例可用于风资源评估中的风力发电机组的尾流流场评估，解决了线性尾流模型不适用于大型风电场和精度不高的问题，解决了传统致动盘风机模型不适用于风电场计算的问题。本申请实施例不但能够用于计算风力发电机组的尾流流场，同理还可以用于计算风电场之间的尾流流场及风场阻塞效应。
作为一种实施方式，本申请实施例还提供一种风力发电机组的尾流流场的确定方法，参见图2所示，该风力发电机组的尾流流场的确定方法，包括如下步骤：
S201、根据风频信息，确定致动盘扇区。
可选地，风频信息包括不同风向的频率，例如：若以225-270角度的风向为主，则将225-270角度对应的扇区添加致动盘，即确定了致动盘扇区，相当于在主风进行致动盘的尾流计算。
S202、根据致动盘扇区和预存的各风力发电机组排布信息，确定致动盘网格。
可选地，致动盘网格的方向与所计算的致动盘扇区的方向一致，则根据致动盘扇区和预存的风力发电机组排布信息就可以确定致动盘网格。
可选地，在致动盘网格上的风机位置，选取圆柱体区域进行网格加密，圆柱的轴线与致动盘扇区方向平行，圆柱的半径根据风力发电机组的叶轮直径确定，圆柱的位置根据风力发电机组的位置确定。
可选地，致动盘网格是系统根据用户设置自动生成并发起计算。
可选地，致动盘网格根据预存的各风力发电机组排布信息，在有风力发电机组的地方做标记。
S203、根据每个单元的风速、每个单元的法向和每个单元的面积，确定各风力发电机组的叶轮迎风面的当前等效风速；各风力发电机组的叶轮的迎风面划分为若干个单元。
可选地，步骤S203的等效风速的计算过程与步骤S101的计算过程类似，在此不再赘述。
S204、获取风电场中各风力发电机组的叶轮迎风面的当前等效风速。
S205、根据各风力发电机组在当前等效风速下的功率系数、推力系数以及等效风速，确定各风力发电机组的当前推力。
可选地，步骤S205的各风力发电机组的当前推力的计算过程与步骤S102的计算过程类似，在此不再赘述。
S206、根据各风力发电机组排布信息，将各风力发电机组的当前推力对应增加到致动盘网格中。
可选地，将各风力发电机组的当前推力对应增加到致动盘网格中，包括：致动盘网格中有风力发电机组的位置对应增加当前推力，在没有风力发电机组的地方增加的当前推力T为0。
S207、根据预存的流场控制方程，确定各风力发电机组的当前候选尾流流场。
可选地，步骤S207根据预存的流场控制方程，确定各风力发电机组的当前候选尾流流场的过程，与步骤S103基于纳维尔－斯托克斯方程，确定各风力发电机组的当前候选尾流流场的原理类似，再次不再赘述。
S208、确定当前候选尾流流场与上一次候选尾流流场的偏差是否小于预设值，若是，则执行步骤S209，若否，则执行步骤S201，以继续确定各风力发电机组的下一次候选尾流流场。
S209、将当前候选尾流流场作为尾流流场。
可选地，步骤S208至步骤S209，与步骤S104至步骤S105原理类似，在此不再赘述。步骤S201和步骤S202可在步骤S203至步骤S205之前执行，也可以与步骤S203至步骤S205同时执行，或者在执行步骤S203至步骤S205之后执行。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种风力发电机组的尾流流场的确定装置，参见图3所示，该风力发电机组的尾流流场的确定装置300包括：风速确定模块301、推力确定模块302和尾流流场确定模块303。
风速确定模块301用于获取风电场中各风力发电机组的叶轮迎风面的当前等效风速；
推力确定模块302用于根据各风力发电机组在当前等效风速下的功率系数、推力系数以及等效风速，确定各风力发电机组的当前推力；
尾流流场确定模块303用于根据各风力发电机组的当前推力，确定各风力发电机组的当前候选尾流流场，确定当前候选尾流流场与上一次候选尾流流场的偏差是否小于预设值；若是，则将当前候选尾流流场作为尾流流场，若否，继续确定各风力发电机组的下一次候选尾流流场。
在一些实施例中，参见图4所示，该风力发电机组的尾流流场的确定装置300还包括：致动盘网格确定模块304。
致动盘网格确定模块304用于根据风频信息，确定致动盘扇区；根据致动盘扇区和预存的各风力发电机组排布信息，确定致动盘网格。
对应地，尾流流场确定模块303具体用于根据各风力发电机组排布信息，将各风力发电机组的当前推力对应增加到致动盘网格中；根据预存的流场控制方程，确定各风力发电机组的当前候选尾流流场。
可选地，风速确定模块301具体用于根据每个单元的风速、每个单元的法向和每个单元的面积，确定各风力发电机组的叶轮迎风面的当前等效风速；各风力发电机组的叶轮迎风面划分为若干个单元。
可选地，推力确定模块302具体用于根据各风力发电机组的位置信息和机型型号，确定各风力发电机组的功率曲线以及推力曲线分别与风速的对应关系；根据各风力发电机组的功率曲线以及推力曲线分别与风速的对应关系，确定各风力发电机组在对应当前等效风速下的功率系数和推力系数。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种风力发电机组的控制器，包括处理器；
存储器，与处理器电连接；
至少一个程序，被存储在存储器中并被配置为由处理器执行，至少一个程序被配置用于：实现本申请实施例的风力发电机组的尾流流场的确定方法。
本技术领域技术人员可以理解，本申请实施例提供的电子设备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。
本申请在一个可选实施例中提供了一种，如图5所示，图5所示的控制器500包括：处理器501和存储器503。其中，处理器501和存储器503相电连接，如通过总线502相连。
处理器501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(Application SpecificIntegrated Circuit，专用集成电路)，FPGA(Field－Programmable Gate Array，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501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。
总线502可包括一通路，在上述组件之间传送信息。总线502可以是PCI(Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(ExtendedIndustry Standard Architecture，扩展工业标准结构)总线等。总线502可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器503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，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 ErasableProgrammable Read Only Memory，电可擦可编程只读存储器)、CD-ROM(Compact DiscRead-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。
可选地，控制器500还可以包括收发器504。收发器504可用于信号的接收和发送。收发器504可以允许控制器500与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。需要说明的是，实际应用中收发器504不限于一个。
可选地，控制器500还可以包括输入单元505。输入单元505可用于接收输入的数字、字符、图像和/或声音信息，或者产生与控制器500的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输入单元505可以包括但不限于触摸屏、物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆、拍摄装置、拾音器等中的一种或多种。
可选地，控制器500还可以包括输出单元506。输出单元506可用于输出或展示经过处理器501处理的信息。输出单元506可以包括但不限于显示装置、扬声器、振动装置等中的一种或多种。
虽然图5示出了具有各种装置的控制器500，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。
可选的，存储器503用于存储执行本申请方案的应用程序代码，并由处理器501来控制执行。处理器501用于执行存储器503中存储的应用程序代码，以实现本申请实施例提供的任一种风力发电机组的尾流流场的确定方法。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种风力发电机组的尾流流场的确定系统，包括：多个风力发电机组和如本申请实施例的风力发电机组的控制器；控制器与多个风力发电机组均通信连接。
基于同一发明构思，本申请实施例再提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质用于存储计算机指令，当计算机指令在计算机上运行时，实现如本申请实施例的各种可选风力发电机组的尾流流场的确定方法。
应用于本申请实施例，至少可以实现以下技术效果：
(1)本申请实施例是基于风力发电机组和尾流流场是双向耦合的思路，在尾流流场的计算的过程中，将上一次的候选尾流流场和风力发电机组对流场的推力循环迭代实时更新，能够提高风力发电机组的尾流流场的计算精度，从而能够正确评估风力发电机组的尾流的影响，使得发电量评估更准确，降低投资风险。
(2)本申请实施例结合各风力发电机组特性，能够实时得到各风力发电机组的当前推力，将各风力发电机组的当前推力加入到各风力发电机组的尾流流场的确定中，从而准确地模拟风力发电机组的尾流对尾流流场的影响，提高风力发电机组的尾流流场的计算精度。当尾流流场的计算结果趋于稳定时，将当前候选尾流流场作为尾流流场，进一步保证风力发电机组的尾流流场的计算精度。
(3)本申请实施例将致动盘理论引入风资源评估领域，并根据风资源评估的特点进行改进，能够更加准确地模拟风力发电机组对流场地影响，物理还原度高。本申请实施例解决了线性尾流模型不适用于大型风电场和精度不高的问题，解决了传统致动盘风机模型不适用于风电场计算的问题。本申请实施例不但能够用于计算风力发电机组的尾流流场，同理还可以用于计算风电场之间的尾流流场及风场阻塞效应。
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。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
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 (10)
1.一种风力发电机组的尾流流场的确定方法，其特征在于，包括：
获取风电场中各风力发电机组的叶轮迎风面的当前等效风速；
根据各风力发电机组在所述当前等效风速下的功率系数、推力系数以及所述等效风速，确定各风力发电机组的当前推力；
根据所述各风力发电机组的当前推力，确定各风力发电机组的当前候选尾流流场；
确定所述当前候选尾流流场与上一次候选尾流流场的偏差是否小于预设值；若是，则将所述当前候选尾流流场作为尾流流场，若否，则继续确定各风力发电机组的下一次候选尾流流场。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组的尾流流场的确定方法，其特征在于，所述获取风电场中各风力发电机组的叶轮迎风面的当前等效风速之前，包括：
根据每个单元的风速、每个单元的法向和每个单元的面积，确定各风力发电机组的叶轮迎风面的当前等效风速；各风力发电机组的叶轮迎风面划分为若干个单元。
3.根据权利要求1所述的风力发电机组的尾流流场的确定方法，其特征在于，所述各风力发电机组在所述当前等效风速下的功率系数和推力系数通过如下方式得到：
根据各风力发电机组的位置信息和机型型号，确定各风力发电机组的功率曲线以及推力曲线分别与风速的对应关系；
根据各风力发电机组的功率曲线以及推力曲线分别与风速的对应关系，确定各风力发电机组在对应当前等效风速下的功率系数和推力系数。
4.根据权利要求1所述的风力发电机组的尾流流场的确定方法，其特征在于，所述获取风电场中各风力发电机组的叶轮迎风面的当前等效风速之前，还包括：
根据风频信息，确定致动盘扇区；
根据所述致动盘扇区和预存的各风力发电机组排布信息，确定致动盘网格。
5.根据权利要求4所述的风力发电机组的尾流流场的确定方法，其特征在于，所述根据所述各风力发电机组的当前推力，确定各风力发电机组的当前候选尾流流场，包括：
根据各风力发电机组排布信息，将所述各风力发电机组的当前推力对应增加到所述致动盘网格中；
根据预存的流场控制方程，确定各风力发电机组的当前候选尾流流场。
6.一种风力发电机组的尾流流场的确定装置，其特征在于，包括：
风速确定模块，用于获取风电场中各风力发电机组的叶轮迎风面的当前等效风速；
推力确定模块，用于根据各风力发电机组在所述当前等效风速下的功率系数、推力系数以及所述等效风速，确定各风力发电机组的当前推力；
尾流流场确定模块，用于根据所述各风力发电机组的当前推力，确定各风力发电机组的当前候选尾流流场，确定所述当前候选尾流流场与上一次候选尾流流场的偏差是否小于预设值；若是，则将所述当前候选尾流流场作为尾流流场，若否，继续确定各风力发电机组的下一次候选尾流流场。
7.根据权利要求6所述的风力发电机组的尾流流场的确定装置，其特征在于，还包括：
致动盘网格确定模块，用于根据风频信息，确定致动盘扇区；根据所述致动盘扇区和预存的各风力发电机组排布信息，确定致动盘网格；以及，
所述尾流流场确定模块具体用于根据各风力发电机组排布信息，将所述各风力发电机组的当前推力对应增加到所述致动盘网格中；根据预存的流场控制方程，确定各风力发电机组的当前候选尾流流场。
8.一种风力发电机组的控制器，其特征在于，包括处理器；
存储器，与所述处理器电连接；
至少一个程序，被存储在所述存储器中并被配置为由所述处理器执行，所述至少一个程序被配置用于：实现如权利要求1～5中任一项所述的风力发电机组的尾流流场的确定方法。
9.一种风力发电机组的尾流流场的确定系统，其特征在于，包括：多个风力发电机组和如权利要求8所述的风力发电机组的控制器；
所述控制器与多个所述风力发电机组均通信连接。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，实现如上述权利要求1～5中任一项所述的风力发电机组的尾流流场的确定方法。
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