CN116245039A - 海上风力发电场群的尾流评估方法及系统 - Google Patents

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CN116245039A CN202211633367.8A CN202211633367A CN116245039A CN 116245039 A CN116245039 A CN 116245039A CN 202211633367 A CN202211633367 A CN 202211633367A CN 116245039 A CN116245039 A CN 116245039A
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Abstract

本申请提出一种海上风力发电场群的尾流评估方法及系统，该方法包括：基于致动盘模型，在海上风电基地区域内选取多个风力发电场进行大涡模拟；结合大涡模拟的结果，确定上游风力发电场的多个工程参数对下游风场尾流的影响规律；根据影响规律构建下游风场的尾流分布与上游风力发电场的多个工程参数之间的函数；将风向划分为多个扇区，基于函数计算在每个扇区下，上游风力发电场群对待评估的目标下游风力发电场中任一位置造成的总尾流损失。该方法分析了不同风电场间尾流演化机理，可以准确评估出上游风电场对下游风电场造成的尾流损失。

Description

海上风力发电场群的尾流评估方法及系统
技术领域
本申请涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种海上风力发电场群的尾流评估方法及系统。
背景技术
随着新能源技术的发展，风力发电在供电体系中的占比不断提高。其中，由于海上风能资源丰富，紧邻负荷消纳中心，海上风电近年来已经成为推动风电产业升级，实现能源转型的重要路径之一，海上风电并网容量不断提升。随着海上风电平价时代的到来，集中连片规模化开发已成为降低成本，实现高质量发展的必由之路。
然而，规模化开发可能会带来较严重的尾流损失问题，海上风场对大气边界层产生阻滞作用，大型风场群之间尾流效应严重。对于距离较近的风场，上游风场对下游风场产生严重遮挡效应，影响下游风场的风资源分布。数据表明，因受周边风场群尾流影响，风场收益率可降低5％以上。因此，需要对风场群尾流影响进行评估，以采取相应的措施。
相关技术中的尾流评估方案，大多集中于对风电机组和风场内部的尾流效应的研究，缺乏不同风场间的尾流演化分析，在进行风场设计时，对于上游风场造成的尾流损失，通常只用一个经验折减系数进行评估，准确度难以保证。
发明内容
本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本申请的第一个目的在于提出一种海上风力发电场群的尾流评估方法，该方法分析了不同风电场间的尾流演化机理，可以准确评估出上游风电场对下游风电场造成的尾流损失。
本申请的第二个目的在于提出一种海上风力发电场群的尾流评估系统。
本申请的第三个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
为达上述目的，本申请的第一方面实施例提出了一种海上风力发电场群的尾流评估方法，包括以下步骤：
基于致动盘模型，在海上风电基地区域内选取多个风力发电场进行大涡模拟；
结合所述大涡模拟的结果，确定上游风力发电场的多个工程参数对下游风场尾流的影响规律；
根据所述影响规律构建下游风场的尾流分布与上游风力发电场的所述多个工程参数之间的函数；
将风向划分为多个扇区，基于所述函数计算在每个所述扇区下，上游风力发电场群对待评估的目标下游风力发电场中任一位置造成的总尾流损失。
可选地，在本申请的一个实施例中，基于致动盘模型，在海上风电基地区域内选取多个风力发电场进行大涡模拟，包括：为每个所述风力发电场中的风电机组建立致动盘模型，以构建所述风力发电场的模型；在对所述风力发电场的模型进行所述大涡模拟过程中，通过亚格子模型进行涡粘和涡扩散处理；通过壁面函数处理所述大涡模拟中的壁面流动。
可选地，在本申请的一个实施例中，基于所述函数计算在每个所述扇区下，上游风力发电场群对待评估的目标下游风力发电场中任一位置造成的总尾流损失，包括：将所述上游风力发电场群中的每个上游风力发电场的所述多个工程参数代入所述函数，获得每个上游风力发电场对所述任一位置处的尾流损失；将每个所述上游风力发电场对应的尾流损失进行叠加，得到所述任一位置的所述总尾流损失。
可选地，在本申请的一个实施例中，通过以下公式计算所述任一位置的所述总尾流损失：
Figure BDA0004006672840000021
其中，xj代表第j个上游风力发电场对所述任一位置处带来的尾流损失，y代表所述总尾流损失，N代表上游风力发电场的数量。
可选地，在本申请的一个实施例中，在所述基于所述函数计算在每个所述扇区下，上游风力发电场群对待评估的目标下游风力发电场中任一位置造成的总尾流损失之后，还包括：根据所述总尾流损失计算所述任一位置对应的尾流损失风速；基于所述尾流损失风速对所述任一位置在每个所述扇区下的年风速分布进行修正。
可选地，在本申请的一个实施例中，基于所述尾流损失风速对所述任一位置在每个所述扇区下的年风速分布进行修正，包括：计算所述任一位置的所述尾流损失风速与未受尾流影响时的风速的比值；根据所述待评估的目标下游风力发电场的实际风速数据，通过风资源计算应用计算所述任一位置处的年风速分布；将所述年风速分布乘以所述比值获得每个所述扇区下的年风速分布的修正值。
为达上述目的，本申请的第二方面实施例提出了一种海上风力发电场群的尾流评估系统，包括以下模块：
模拟模块，用于基于致动盘模型，在海上风电基地区域内选取多个风力发电场进行大涡模拟；
确定模块，用于结合所述大涡模拟的结果，确定上游风力发电场的多个工程参数对下游风场尾流的影响规律；
构建模块，用于根据所述影响规律构建下游风场的尾流分布与上游风力发电场的所述多个工程参数之间的函数；
计算模块，用于将风向划分为多个扇区，基于所述函数计算在每个所述扇区下，上游风力发电场群对待评估的目标下游风力发电场中任一位置造成的总尾流损失。
可选地，在本申请的一个实施例中，模拟模块，具体用于：为每个所述风力发电场中的风电机组建立致动盘模型，以构建所述风力发电场的模型；在对所述风力发电场的模型进行所述大涡模拟过程中，通过亚格子模型进行涡粘和涡扩散处理；通过壁面函数处理所述大涡模拟中的壁面流动。
可选地，在本申请的一个实施例中，计算模块，具体用于：将所述上游风力发电场群中的每个上游风力发电场的所述多个工程参数代入所述函数，获得每个上游风力发电场对所述任一位置处的尾流损失；将每个所述上游风力发电场对应的尾流损失进行叠加，得到所述任一位置的所述总尾流损失。
为了实现上述实施例，本申请第三方面实施例还提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的海上风力发电场群的尾流评估方法。
本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：本申请先对海上风电基地的区域开展大涡模拟研究，确定上游海上风场的各个特征参数等对下游海上风场尾流的影响规律。然后将影响规律描述为更加清楚和准确的进行表达的数学函数。在实际评估过程中，根据函数对某一下游风场，进行不同扇区下风场受尾流影响的计算。由此，本申请对风场间的尾流演化机理进行了分析研究，可以准确的评估出上游风电场对下游风电场造成的尾流损失，有助于合理的进行风场设计，减少风场间的尾流损失，提高风电场的运行效率，更加适用于风电场在实际工程中的应用。并且，本申请还根据计算出的尾流损失进行风速分布的修正，能够获得准确和真实的风电场中不同位置处的年风速分布。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
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为本申请实施例提出的一种海上风力发电场群的尾流评估方法的流程图；
图2为本申请实施例提出的一种总尾流损失的计算方法的流程图；
图3为本申请实施例提出的一种具体的风电场场群的示意图；
图4为本申请实施例提出的一种年风速分布的修正方法的流程图；
图5为本申请实施例提出的一种海上风力发电场群的尾流评估系统的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述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元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例所提出的一种海上风力发电场群的尾流评估方法和系统。
图1为本申请实施例提出的一种海上风力发电场群的尾流评估方法的流程图，如图1示，该方法包括以下步骤：
步骤S101，基于致动盘模型，在海上风电基地区域内选取多个风力发电场进行大涡模拟。
需要说明的是，空气流经风电机组的风轮后，会在风电机组后方形成尾流区，该区域内风速降低且湍流度增加，将影响下游机组出力及疲劳载荷，对下游风电机组的运行效率造成损失。因此需要开展风电机组尾流效应研究，计算流体力学CFD是风电机组流场数值模拟的主要方式之一。
其中，致动盘模型(actuator disc，简称AD)是一种风轮的简化模型，通过构建致动盘模型可以在风力发电场的尾流研究中减少工作量，便于实施。
其中，大涡模拟(Large eddy simulation，简称LES)是对紊流涡的一种空间平均，通过某种滤波函数将大尺度的涡和小尺度的涡分离开，对于大尺度的涡直接模拟，对于小尺度的涡用模型来封闭。
具体的，本申请可以在海上风电基地的某一区域内选取多个风力发电场站进行大涡模拟，有助于研究尾流的影响规律。其中，海上风电基地可以是正在规划中的海上风电场站的基地，即可以在风电场站处于设计阶段，尚未开始建设时执行本申请的尾流评估方法，以便根据尾流评估结果调整风电场站的设计方案，以减少尾流影响。在本步骤中获取的风电场的数据可以风电场计划的设计数据等。
本申请可以在海上风电基地中任意选取几个风力发电场站进行大涡模拟，着重于通过对选取的几个风力发电场进行研究，揭示风场间尾流演化规律，因此，本步骤中选取的风力发电场并非是实际进行尾流评估的风电场。
在本申请一个实施例中，基于致动盘模型，在海上风电基地区域内选取多个风力发电场进行大涡模拟，包括以下步骤。先为每个风力发电场中的风电机组建立致动盘模型，以构建风力发电场的模型。然后，在对风力发电场的模型进行大涡模拟过程中，通过亚格子模型进行涡粘和涡扩散处理，并通过壁面函数处理大涡模拟中的壁面流动。
具体而言，在本实施例中，对于每个风力发电场中的每个风电机组，通过预设的比例，比如，1/150，建立风电机组的致动盘模型，致动盘模型将风轮简化为一个圆盘，在实际的建模中，该圆盘并不真实存在，而是通过对网格的识别及体积力源项的添加替代风轮在流场中的作用。由此，本实施例对选取的多个风力发电场构建了模型，进行大涡模拟。
具体进行大涡模拟时，数值模拟湍流运动，只计算比网格大的漩涡，通过纳维斯托克斯方程等方式直接计算，对于小尺度涡用一个模型进行表示，起到耗散作用。其中，选用合理的亚格子模型构造涡粘模型和涡扩散模型进行模拟求解，而在近壁面处，由于边界层的存在，流动发展不充分，湍流发展并不充分，因此，本申请实施例通过选用合理的壁面函数处理大涡模拟中的壁面流动问题，提高模拟的准确性。大涡模拟各步骤的具体实现过程可参照相关技术中的实现方式，此处不再做赘述。
步骤S102，结合大涡模拟的结果，确定上游风力发电场的多个工程参数对下游风场尾流的影响规律。
其中，工程参数是风力发电场在实际工程建设过程中的特性参数，比如，工程参数包括但不限于：风电场中各个风电机组的排布方式、风电场的面积和风电场的容量等。
其中，上游风力发电场是在风向流动中处于上游的风力发电场，下游风场是指风向流动中处于下游的风速场或风力发电场，即下游风场可以是具有风电机组用于风力发电的场站，也可以仅是一块存在局部风速的区域，该区域中并不存在实际的发电设备。
可以理解的是，在尾流研究过程中，即使下游区域不存在风电机组，上游风力发电场仍会对下游造成尾流影响，因此，本申请在分析尾流影响规律时，可以是选取的实际的风电场站进行研究，也可以是对下游区域进行研究，从而可以进一步减少模型构建、数据采集和处理等工作，降低尾流评估的操作复杂程度和成本，便于实施。具体的下游风场的类型根据上一步骤中选取多个风力发电场进行大涡模拟时确定，即选取多个风力发电场时，也可以选取不包含发电场站的下游风场。
具体的，结合上一步骤中获得的大涡模拟的研究结果，研究上游风电场中风电机组排布方式、风场面积、风场容量以及与下游风场间的距离等参数，对下游海上风场尾流的影响规律。
在本申请一个实施例中，影响规律可以是某个工程参数的变化导致下游尾流的增大或减小的对应关系，本实施例中可以依次分析上游风力发电场的每个工程参数对下游风场尾流的影响规律后，进行综合分析，确定多个工程参数协同作用下对下游风场尾流的影响规律。进一步的，提取上游风力发电场与下游风场之间不同截面处的数值计算结果。
步骤S103，根据影响规律构建下游风场的尾流分布与上游风力发电场的多个工程参数之间的函数。
具体的，将上一步骤中确定的影响规律进行数值化表示，即根据影响规律将风场下游的尾流分布描述成与风场长度、宽度、容量以及距离等多个工程参数的函数。可以理解的是，风力发电场的面积等于风力发电场的长度和宽度的乘积，本申请针对相同的工程参数或某一工程参数的细化，根据尾流分布与上游风力发电场的多个工程参数之间影响规律，通过曲线拟合等不同的方式构建出函数表达式。
由此，本申请的尾流评估方法，通过选取一部分的风力发电场进行研究，进行上游风力发电场对下游风场的尾流影响分析，得到一个通用的计算函数，便于后续在实际进行尾流评估时计算尾流影响。
步骤S104，将风向划分为多个扇区，基于函数计算在每个扇区下，上游风力发电场群对待评估的目标下游风力发电场中任一位置造成的总尾流损失。
具体的，可以理解的是，在不同的风向状况下，上游风场和下游风场是发生变化的，因此，为了更加全面的对不同风向下上游风力发电场对下游风力发电场造成的尾流损失，本申请先将0°至360°的范围内均匀划分成预设数量个扇区。然后，在某一个扇区下，根据该扇区的风向确定上游的包括多个风力发电场的风力发电场群和下游风力发电场，再选取某一个需要进行尾流损失评估的下游风力发电场，即目标下游风力发电场，基于上述确定函数，针对该风场，开展不同扇区下风场受上游风场尾流影响的计算。
基于上述实施例，为了更加清楚的描述本申请计算目标下游风力发电场中任一位置的总尾流损失的具体实现过程，下面在本申请一个实施例中结合一个具体海上风电基地中的风电场场群，以一种具尾流损失计算方法进行示例性说明。图2为本申请实施例提出的一种总尾流损失的计算方法的流程图，图3为本申请实施例提出的一种具体的风电场场群的示意图。
如图2所示，该方法包括以下步骤：
步骤S201，将上游风力发电场群中的每个上游风力发电场的多个工程参数代入函数，获得每个上游风力发电场对任一位置处的尾流损失。
具体的，上游风力发电场群中的上游风力发电场是根据当前扇区确定的，与步骤S101中选择风力发电场可能不同。将上游风力发电场群中的每个上游风力发电场的多个工程参数代入生成的函数，计算每个上游风力发电场对任一位置处造成的尾流损失。
举例而言，如图3所示，假设在0°-360°范围内均匀划分成16个扇区，对于其中一个扇区，若该扇区对应的风向为从东南至西北，则选取某一待建的风场1为目标下游风力发电场，并选取风场1中的A点位研究的任一位置。
进一步的，由于上游有多个风场，即风场2和风场3，依次将上游风场2和上游风场3的各个工程参数代入生成的函数中，得到上游风场2对风场1A点位置处的尾流损失是x1，上游风场3对风场1A点位置处的尾流损失是x2。
步骤S202，将每个上游风力发电场对应的尾流损失进行叠加，得到该任一位置的总尾流损失。
具体的，对于上游有多个风场的情况，可采用尾流叠加模型对目标下游风力发电场受到的尾流损失进行计算。具体是将每个上游风力发电场对应的尾流损失进行叠加计算出受上游各个风场的总尾流损失。
作为一种实现方式，通过以下公式计算任一位置的总尾流损失：
Figure BDA0004006672840000071
其中，xj代表第j个上游风力发电场对任一位置处带来的尾流损失，y代表总尾流损失，N代表上游风力发电场的数量。
继续参照上述示例，风场1的A点处，可以将x1和x2代入上述公式计算出总尾流损失y。
同理，本申请参照上述方法可以开展不同扇区下风场受尾流影响的计算。
在本申请一个实施例中，在得到风场区域不同位置处的尾流影响后，还可以根据计算出的尾流影响进行风速分布计算的修正。具体的，本申请在基于函数计算在每个扇区下，上游风力发电场群对待评估的目标下游风力发电场中任一位置造成的总尾流损失之后，还包括：根据总尾流损失计算任一位置对应的尾流损失风速；基于尾流损失风速对任一位置在每个所述扇区下的年风速分布进行修正。
具体而言，将任一位置处计算得到的总尾流损失乘以来流风速可以计算出尾流损失风速，比如，在上述示例中，风场1的A点处的尾流损失为y，风场1的A点对应的尾流损失风速则为y*U0，其中，U0为来流风速，可以通过实际测量得到。
进一步的，根据尾流损失风速进行年风速分布的修正时，为了更加清楚的描述该过程的具体实现方式，下面在本申请一个实施例中以一种风速修正方法进行示例性说明。图4为本申请实施例提出的一种年风速分布的修正方法的流程图。
如图4所示，该方法包括以下步骤：
步骤S401，计算任一位置的尾流损失风速与未受尾流影响时的风速的比值。
继续参照图3所示的示例进行说明，将0°至360°范围内均匀划分成16个扇区后，计算每个扇区下风场1不同位置处受到的尾流损失，得到风场区域不同位置处受尾流影响与未受尾流影响时的比值。比如，在0°至25°扇区，风场1的A点处受尾流影响与未受尾流影响时的比值是c(0＜c≤1)。
步骤S402，根据待评估的目标下游风力发电场的实际风速数据，通过风资源计算应用计算任一位置处的年风速分布。
其中，实际风速数据可以是目标下游风力发电场中的风速测量设备实际测量出的一年内的历史风速时间，风速测量设备在实时测量出风速数据后存储至数据库中，在需要进行尾流评估时，可以从数据库中读取预存的目标下游风力发电场的实际风速数据。
其中，风资源计算应用可以是Windsim或者WT等，根据不同时刻下的风速数据生成一个时段内风速分布数据的风资源计算商业软件。
继续参照上述示例，通过风场1内的测风塔记录的实测数据，利用风资源计算商业软件Windsim或者WT计算风场1的A点处在0°至25°扇区的年风速分布。
步骤S403，将年风速分布乘以比值获得每个扇区下的年风速分布的修正值。
继续参照上述示例，将位于0°至25°扇区内的初始的年风速分布乘以步骤S401中计算出的系数c，得到0°至25°扇区进行修正后的年风速分布，A点处其他扇区的风速修正计算同理，且对于风场1的其他位置处，均可以参照该方法进行风速修正计算。
由此，本申请可基于风场内测风塔实测数据，并利用风资源计算商业软件Windsim或者WT计算得到的风场1全场不同位置处的年风速分布进行修正，对于其他的下游风场均可以参照风场1的计算过程，此处不再赘述。本申请可以不同的下游风场的各个位置进行年风速分布的修正。
综上所述，本申请实施例的海上风力发电场群的尾流评估方法，先对海上风电基地的区域开展大涡模拟研究，确定上游海上风场的各个特征参数等对下游海上风场尾流的影响规律。然后将影响规律描述为更加清楚和准确的进行表达的数学函数。在实际评估过程中，根据函数对某一下游风场，进行不同扇区下风场受尾流影响的计算。由此，该方法对风场间的尾流演化机理进行了分析研究，可以准确的评估出上游风电场对下游风电场造成的尾流损失，有助于合理的进行风场设计，减少风场间的尾流损失，提高风电场的运行效率，更加适用于风电场在实际工程中的应用。并且，该方法还根据计算出的尾流损失进行风速分布的修正，能够获得准确和真实的风电场中不同位置处的年风速分布。
为了实现上述实施例，本申请还提出了一种海上风力发电场群的尾流评估系统。图5为本申请实施例提出的一种海上风力发电场群的尾流评估系统的结构示意图。
如图5所示，该系统包括模拟模块100、确定模块200、构建模块300和计算模块400。
其中，模拟模块100，用于基于致动盘模型，在海上风电基地区域内选取多个风力发电场进行大涡模拟。
确定模块200，用于结合大涡模拟的结果，确定上游风力发电场的多个工程参数对下游风场尾流的影响规律。
构建模块300，用于根据影响规律构建下游风场的尾流分布与上游风力发电场的多个工程参数之间的函数。
计算模块，用于将风向划分为多个扇区，基于函数计算在每个扇区下，上游风力发电场群对待评估的目标下游风力发电场中任一位置造成的总尾流损失。
可选地，在本申请的一个实施例中，模拟模块100，具体用于：为每个风力发电场中的风电机组建立致动盘模型，以构建风力发电场的模型；在对风力发电场的模型进行大涡模拟过程中，通过亚格子模型进行涡粘和涡扩散处理；通过壁面函数处理大涡模拟中的壁面流动。
可选地，在本申请的一个实施例中，计算模块400，具体用于：将上游风力发电场群中的每个上游风力发电场的多个工程参数代入所述函数，获得每个上游风力发电场对任一位置处的尾流损失；将每个上游风力发电场对应的尾流损失进行叠加，得到任一位置的总尾流损失。
可选地，在本申请的一个实施例中，计算模块400，具体用于通过以下公式计算任一位置的总尾流损失：
Figure BDA0004006672840000091
其中，xj代表第j个上游风力发电场对任一位置处带来的尾流损失，y代表总尾流损失，N代表上游风力发电场的数量。
可选地，在本申请的一个实施例中，该系统包括：修正模块，修正模块用于根据总尾流损失计算任一位置对应的尾流损失风速；基于尾流损失风速对任一位置在每个扇区下的年风速分布进行修正。
可选地，在本申请的一个实施例中，修正模块具体用于：计算任一位置的尾流损失风速与未受尾流影响时的风速的比值；根据待评估的目标下游风力发电场的实际风速数据，通过风资源计算应用计算任一位置处的年风速分布；将年风速分布乘以比值获得每个扇区下的年风速分布的修正值。
需要说明的是，前述对海上风力发电场群的尾流评估方法的实施例的描述，也适用于本实施例的系统，实现原理相同，此处不再赘述。
综上所述，本申请实施例的海上风力发电场群的尾流评估系统，先对海上风电基地的区域开展大涡模拟研究，确定上游海上风场的各个特征参数等对下游海上风场尾流的影响规律。然后将影响规律描述为更加清楚和准确的进行表达的数学函数。在实际评估过程中，根据函数对某一下游风场，进行不同扇区下风场受尾流影响的计算。由此，该系统对风场间的尾流演化机理进行了分析研究，可以准确的评估出上游风电场对下游风电场造成的尾流损失，有助于合理的进行风场设计，减少风场间的尾流损失，提高风电场的运行效率，更加适用于风电场在实际工程中的应用。并且，该系统还根据计算出的尾流损失进行风速分布的修正，能够获得准确和真实的风电场中不同位置处的年风速分布。
为了实现上述实施例，本发明还提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本申请第一方面实施例所述的海上风力发电场群的尾流评估方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，若在多个实施例或示例中采用了对上述术语的示意性表述，不代表这些实施例或示例是相同的。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，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至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种海上风力发电场群的尾流评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
基于致动盘模型，在海上风电基地区域内选取多个风力发电场进行大涡模拟；
结合所述大涡模拟的结果，确定上游风力发电场的多个工程参数对下游风场尾流的影响规律；
根据所述影响规律构建下游风场的尾流分布与上游风力发电场的所述多个工程参数之间的函数；
将风向划分为多个扇区，基于所述函数计算在每个所述扇区下，上游风力发电场群对待评估的目标下游风力发电场中任一位置造成的总尾流损失。
2.根据权利要求1所述的尾流评估方法，其特征在于，所述基于致动盘模型，在海上风电基地区域内选取多个风力发电场进行大涡模拟，包括：
为每个所述风力发电场中的风电机组建立致动盘模型，以构建所述风力发电场的模型；
在对所述风力发电场的模型进行所述大涡模拟过程中，通过亚格子模型进行涡粘和涡扩散处理；
通过壁面函数处理所述大涡模拟中的壁面流动。
3.根据权利要求1所述的尾流评估方法，其特征在于，所述基于所述函数计算在每个所述扇区下，上游风力发电场群对待评估的目标下游风力发电场中任一位置造成的总尾流损失，包括：
将所述上游风力发电场群中的每个上游风力发电场的所述多个工程参数代入所述函数，获得每个上游风力发电场对所述任一位置处的尾流损失；
将每个所述上游风力发电场对应的尾流损失进行叠加，得到所述任一位置的所述总尾流损失。
4.根据权利要求3所述的尾流评估方法，其特征在于，通过以下公式计算所述任一位置的所述总尾流损失：
Figure FDA0004006672830000011
其中，xj代表第j个上游风力发电场对所述任一位置处带来的尾流损失，y代表所述总尾流损失，N代表上游风力发电场的数量。
5.根据权利要求1所述的尾流评估方法，其特征在于，在所述基于所述函数计算在每个所述扇区下，上游风力发电场群对待评估的目标下游风力发电场中任一位置造成的总尾流损失之后，还包括：
根据所述总尾流损失计算所述任一位置对应的尾流损失风速；
基于所述尾流损失风速对所述任一位置在每个所述扇区下的年风速分布进行修正。
6.根据权利要求5所述的尾流评估方法，其特征在于，所述基于所述尾流损失风速对所述任一位置在每个所述扇区下的年风速分布进行修正，包括：
计算所述任一位置的所述尾流损失风速与未受尾流影响时的风速的比值；
根据所述待评估的目标下游风力发电场的实际风速数据，通过风资源计算应用计算所述任一位置处的年风速分布；
将所述年风速分布乘以所述比值获得每个所述扇区下的年风速分布的修正值。
7.一种海上风力发电场群的尾流评估系统，其特征在于，包括以下模块：
模拟模块，用于基于致动盘模型，在海上风电基地区域内选取多个风力发电场进行大涡模拟；
确定模块，用于结合所述大涡模拟的结果，确定上游风力发电场的多个工程参数对下游风场尾流的影响规律；
构建模块，用于根据所述影响规律构建下游风场的尾流分布与上游风力发电场的所述多个工程参数之间的函数；
计算模块，用于将风向划分为多个扇区，基于所述函数计算在每个所述扇区下，上游风力发电场群对待评估的目标下游风力发电场中任一位置造成的总尾流损失。
8.根据权利要求7所述的尾流评估系统，其特征在于，所述模拟模块，具体用于：
为每个所述风力发电场中的风电机组建立致动盘模型，以构建所述风力发电场的模型；
在对所述风力发电场的模型进行所述大涡模拟过程中，通过亚格子模型进行涡粘和涡扩散处理；
通过壁面函数处理所述大涡模拟中的壁面流动。
9.根据权利要求7所述的尾流评估系统，其特征在于，所述计算模块，具体用于：
将所述上游风力发电场群中的每个上游风力发电场的所述多个工程参数代入所述函数，获得每个上游风力发电场对所述任一位置处的尾流损失；
将每个所述上游风力发电场对应的尾流损失进行叠加，得到所述任一位置的所述总尾流损失。
10.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一所述的海上风力发电场群的尾流评估方法。
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