CN117152372B - 一种风电工程三维数字化地理信息服务平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种风电工程三维数字化地理信息服务平台，包括：项目管理模块：用于对各个风电工程进行管理；规划设计模块：用于完成风电工程中风电场规划阶段的设计；可研设计模块：用于完成风电工程中风电场可研阶段的设计；微观选址模块：用于完成风电工程中风电场的微观选址；成果展示模块：用于完成风电工程中风电场的三维可视化。该风电工程三维数字化地理信息服务平台实现了风电工程三维数字化多专业协同设计，以信息化、可视化手段辅助设计人员进行风电工程设计工作，提升工程设计过程的数字化设计水平，使得工程设计和管理执行效率更高，流程更直观。

Description

一种风电工程三维数字化地理信息服务平台

技术领域

本发明属于信息化技术领域，具体涉及一种风电工程三维数字化地理信息服务平台。

背景技术

随着我国风电事业的快速发展，风电工程也从过去的“粗放型”设计转变为“质量和效益并重”设计。目前在工程设计中，风电工程传统的二维平面设计方法已不能满足“精细化”设计的要求。且当面临不同业务场景的应用需求时，缺乏一个基于三维大场景构建的GIS平台，以提供数据成果可视化展示及分析应用。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种风电工程三维数字化地理信息服务平台，通过三维数字化协同设计，提升工程设计过程的数字化设计水平。

一种风电工程三维数字化地理信息服务平台，包括：

项目管理模块：用于对各个风电工程进行管理；

规划设计模块：用于完成风电工程中风电场规划阶段的设计；

可研设计模块：用于完成风电工程中风电场可研阶段的设计；

微观选址模块：用于完成风电工程中风电场的微观选址；

成果展示模块：用于完成风电工程中风电场的三维可视化。

进一步地，项目管理模块具体用于：

配置不同用户的权限；

根据权限为用户开放至少一种风电工程的管理功能；管理功能包括新建功能、移除功能、编辑功能和查询功能。

进一步地，规划设计模块具体用于：

接收资源信息，在可视化地图上根据资源信息创建风资源；

在可视化地图的指定区域上绘制多边形，创建风电场；

配置风电场的敏感性区域；

根据敏感性区域创建风电场的机位排布方案；

创建风电场的测风塔选址方案；

创建风电场的电量计算方案；

创建风电场的经济评估方案；经济评估方案用于评价风电工程是否可行。

进一步地，机位排布方案的创建步骤包括：

如果风电场位于山地，根据海拔、坡度、曲率构建综合指标评价体系，利用综合指标评价体系计算风电场中各个机位的得分，按照得分从高到低，确定满足最小椭圆风机间距要求且避开敏感性区域的机位为风机的有效机位；

如果风电场位于平原，根据布机条件在风电场范围内规则排布避开敏感性区域的风机的有效机位。

进一步地，测风塔选址方案的创建步骤包括：

获取风电场范围内的地形网格数据；

在地形网格数据中剔除位于不可用区域内的格点、坡度超限的格点；

在地形网格数据剩余的格点中，按照海拔优先顺序排布测风塔的有效点位。

进一步地，电量计算方案的创建步骤包括：

利用风电场当地空气密度对应的功率曲线计算风电场的风速、平均功率、年发电量、年利用小时数。

进一步地，可研设计模块具体用于：

接收并存储测风塔的测风数据；

接收订正数据，利用订正数据对测风数据中的订正参数进行订正；

显示风电场的风资源图谱和风机的布机效果；

计算不同轮毂高度的风电场的实际发电量。

进一步地，微观选址模块具体用于：

接收并存储风电场中各个风机所在有效点位的实景图像；

接收包含至少一个观察点位的无人机漫游路线，根据无人机漫游路线控制无人机漫游，并在观察点位处拍摄图像。

进一步地，成果展示模块具体用于：

显示风电场的三维可视化图像；

接收用户的操作指令，在三维可视化图像上进行距离测量、面积测量、高度测量；

展示风电场在规划阶段和可研阶段的设计结果、以及微观选址成果。

进一步地，还包括：

资源整合管理模块：用于进行各个风电场的测风数据、风机、测风塔的管理；进行用户权限、审核管理。

由上述技术方案可知，本发明提供的风电工程三维数字化地理信息服务平台根据新能源行业风电场工程勘测设计数字化转型的需求，提供了一个集成基础地理信息数据、多源异构数据、风电专题业务数据等多类型数据，面向风电项目全生命周期应用服务的一体化管理系统平台。该风电工程三维数字化地理信息服务平台实现了风电工程三维数字化多专业协同设计，以信息化、可视化手段辅助设计人员进行风电工程设计工作，提升工程设计过程的数字化设计水平，使得工程设计和管理执行效率更高，流程更直观。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为实施例提供的风电工程三维数字化地理信息服务平台的模块框图。

图2为实施例提供的项目管理模块的功能示意图。

图3为实施例提供的规划设计模块中布机逻辑的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

实施例：

一种风电工程三维数字化地理信息服务平台，参见图1，包括：

项目管理模块：用于对各个风电工程进行管理；

规划设计模块：用于完成风电工程中风电场规划阶段的设计；

可研设计模块：用于完成风电工程中风电场可研阶段的设计；

微观选址模块：用于完成风电工程中风电场的微观选址；

成果展示模块：用于完成风电工程中风电场的三维可视化。

在本实施例中，风电工程三维数字化地理信息服务平台主要包括三个主模块：资源整合管理模块、辅助设计模块和成果展示模块。其中资源整合管理模块主要进行基础地理信息数据、三维模型数据、风资源专题数据及各类业务信息数据的统一集成管理。

在本实施例中，辅助设计模块主要以信息化和可视化的手段辅助设计人员进行风电场工程高效设计。辅助设计模块可以包括项目管理模块、规划设计模块、可研设计模块、微观选址模块。项目管理模块进行风电场设计工程管理。规划设计模块进行风电场规划阶段设计。可研设计模块进行风电场可研阶段设计。微观选址模块进行风电场微观选址设计。

在本实施例中，成果展示模块主要对各资源数据和辅助设计成果进行可视化展示，便于用户直观，高效的掌握风电场设计全生命周期动态过程。成果展示模块可以包括规划成果展示、可研成果展示、微观选址展示。规划成果展示主要对规划设计阶段涉及到的各类专题数据和设计成果进行可视化展示；可研成果展示主要对可研设计阶段涉及到的各类专题数据和设计成果进行可视化展示；微观选址展示主要对微观选址阶段涉及到的各类专题数据和成果进行可视化展示。

该风电工程三维数字化地理信息服务平台根据新能源行业风电场工程勘测设计数字化转型的需求，提供了一个集成基础地理信息数据、多源异构数据、风电专题业务数据等多类型数据，面向风电项目全生命周期应用服务的一体化管理系统平台。该风电工程三维数字化地理信息服务平台实现了风电工程三维数字化多专业协同设计，以信息化、可视化手段辅助设计人员进行风电工程设计工作，提升工程设计过程的数字化设计水平，使得工程设计和管理执行效率更高，流程更直观。

进一步地，在一些实施例中，项目管理模块具体用于：

配置不同用户的权限；

根据权限为用户开放至少一种风电工程的管理功能；管理功能包括新建功能、移除功能、编辑功能和查询功能。

在本实施例中，项目管理模块主要用于对已经进行或将要进行的各类风电工程的设计项目进行统一管理。风电工程全生命周期涉及规划设计、可研设计、微观选址三个主要阶段，项目管理模块可以将各个项目分为规划、可研、微选三种类型，以列表的形式向用户展示权限下的项目的基本信息。其中规划设计项目和可研设计项目分别与另外两种类型的项目独立，微观选址项目依赖于可研设计项目，微观选址项目在新建时需要判断是否存在同一风电工程的可研设计项目，若有，将微观选址项目和可研设计项目进行关联；若无，自动新建同一风电工程的可研设计项目，并将微观选址项目和可研设计项目进行关联。

在本实施例中，参见图2，项目管理模块可以供用户对项目进行新建、编辑、删除、查询等，同时项目管理模块还支持三维预览和进入项目进行设计工作。项目管理模块可以依据用户身份和权限为用户开放新建项目功能、移除项目功能、编辑项目功能和查询项目功能，通常情况下，普通用户不具有移除项目功能。

进一步地，在一些实施例中，规划设计模块具体用于：

接收资源信息，在可视化地图上根据资源信息创建风资源；

在可视化地图的指定区域上绘制多边形，创建风电场；

配置风电场的敏感性区域；

根据敏感性区域创建风电场的机位排布方案；

创建风电场的测风塔选址方案；

创建风电场的电量计算方案；

创建风电场的经济评估方案；经济评估方案用于评价风电工程是否可行。

在本实施例中，规划设计模块具有资源查询功能，例如用户可以通过鼠标在地图上打点或者经纬度搜索的方式进行资源查询，查询结果以文本、图表方式展示。规划设计模块还可以将此点添加至风资源列表，点资源名称可以根据经纬度所在的行政区自动命名，也可手动编辑修改。

在本实施例中，规划设计模块在进行风电场规划阶段的设计时，可以在可视化地图上指定区域画多边形，例如点击创建时根据画的第一个点自动完成区域的闭合，根据多边形创建风电场。当新建风电场成功时，可以将风电场自动保存到风电场规划列表中。

在本实施例中，规划设计模块还可以供用户配置敏感性区域，敏感性区域可以通过手动绘制或KMZ文件导入，每个项目可以创建多个敏感性区域，也可以对敏感性区域进行编辑和删除。测风塔选址和风机布置规划时可以自动避开敏感性区域。

在本实施例中，规划设计模块在进行风机的机位排布时，可以接收大尺度地理信息数据（DEM数据、地物类型数据）、中尺度气象数据、敏感性区域及界面输入的布机条件，自动匹配出风机的推荐机型、机组数量、轮毂高度、风机排布等。

在本实施例中，规划设计模块推荐利用已知的资源、地形、地物覆盖和限制条件等信息，遵循测风塔的范围代表性、海拔代表性、粗糙度代表性、时间代表性、是否受到遮挡、高度配置代表性等6个代表性选点原则，选择指定数量的适合建立测风塔的点位。

在本实施例中，规划设计模块创建风电场的电量计算方案；创建风电场的经济评估方案；经济评估方案用于评价风电工程是否可行。经济评估方案是在项目财务预测的基础上，根据现行财税制度和现行价格，从企业的角度分析测算项目的效益和费用，考察项目的获利能力、偿债能力以及现金周转效果等财务状况，以判断项目财务上是否可行。规划设计模块可以根据该风电工程在规划阶段的规划选址结果、风机布置方案及经济评价结果自动生成该阶段的最终规划设计报告。

进一步地，在一些实施例中，机位排布方案的创建步骤包括：

如果风电场位于山地，根据海拔、坡度、曲率构建综合指标评价体系，利用综合指标评价体系计算风电场中各个机位的得分，按照得分从高到低，确定满足最小椭圆风机间距要求且避开敏感性区域的机位为风机的有效机位；

如果风电场位于平原，根据布机条件在风电场范围内规则排布避开敏感性区域的风机的有效机位。

在本实施例中，规划设计模块首先判断风电场是山地还是平原，如果是山地，则根据海拔、坡度、曲率等多种要素构建的综合指标评价体系，利用综合指标评价体系计算风电场中各个机位的得分，按照得分从高到低，确定满足最小椭圆风机间距要求且避开敏感性区域的机位为风机的有效机位，即实现逐步占据得分较高的位置。如果是平原，则根据布机条件在风电场范围内规则排布避开敏感性区域的风机的有效机位。

其中布机条件可以根据实际情况确定，例如布机条件设置为平均风速大于5m/s，风机间距长轴5D，风机间距短轴2.5D，地形坡度20%，边界距离50m，塔筒类型为钢塔，大切变0.25等等。

其中当风电场所处位置满足风电场范围内各格点坡度值绝对值>15.6%的面积比例超过15%，风电场范围内各格点高度差大于100米，风电场范围内各格点高度的均方根大于66米时，认为风电场处于山地，其他情况属于平原。

参见图3，规划设计模块首先对风电场的边界进行修正，如果系统指定风机数量，直接进行布机，如果没有指定风机数量，根据布机容量估计风机数量。当风机数量大于0时，筛选机位，机位需满足在风电场边界内、敏感性区域外，并满足最小距离要求；平均风速高于要求；最大坡度低于要求；距离城市距离大于要求；海拔在要求范围内等等。

规划设计模块接着利用综合指标评价体系计算风电场中各个机位的得分，并进行排序。综合指标评价体系用于反映布机位置的效果。综合指标评价体系包含四项指标：高程、坡度、曲率、等效小时数（各项默认权重分别为0.8、0.05、0.25、0）。综合指标评价体系的总体原则是，高程越大越好，曲率越大越好，坡度越小越好，等效小时数越大越好。若四个指标数据范围差异较大，先进行归一化处理，再加权求和得到综合评分。四个指标的计算公式如下：

1）高程；数值范围从-800到8848，归一化方法如下：

；

其中最小高程阈值为0米，最大高程阈值为9000米，即高程越大得分越高，低于0米得分为负。

2）坡度；数值范围从0到90，归一化方法如下：

；

最大坡度阈值默认为30度，即坡度越小得分越高，超过30度的坡度得分为负。

3）曲率；根据地形复杂度不同数值范围不同。一般平缓地貌的山区约从-0.5到0.5，极端的陡峭崎岖约从-4到4之间，不排除部分格点超出范围。归一化方法如下：

；

最小曲率阈值默认为0.001，从上述公式可知，曲率越大得分越高。

4）等效小时数；根据风速A、k值与机组功率曲线计算得到，数值范围从0到4000，归一化方法如下：

；

即等效小时数越大得分越高。

规划设计模块然后采用椭圆形限制风机间距离，即相邻风机不允许在对方的椭圆范围内。假设长轴与正北夹角为0°时，长轴在y轴，短轴在x轴。以a表示长半轴，b表示短半轴，则椭圆方程为：

当长轴顺时针旋转°时（即主风向非正北方向），判断点是否在原点的斜椭圆内，则根据椭圆方程：

若，则说明点在原点的斜椭圆内。

判断点是否在围绕中心点（，/>）的斜椭圆范围内，需对斜椭圆进行平移，椭圆方程为：

通过绘制椭圆可从视觉上检验判断结果是否正确。首先得到直椭圆：

继而进行旋转与平移：

以上基于笛卡尔坐标系，针对经纬度坐标系略作修改：

公式（1）中及/>需从经纬度差转为表面距离，采用符号函数保留正负关系。基于以下公式计算表面距离：

；其中6371是地球的半径，单位km。*1000将单位转换为m，lat2为任意一点的纬度，lat1为中心点的纬度，lon2为任意一点的经度，lon1为中心点的经度。

时，计算纬度相同、经度不同的点之间的距离，上述距离公式简化为：。/>时，计算纬度不同、经度相同的点之间的距离，距离公式简化为：/>。

公式（2）采用经纬度坐标系时，可用于风机排布时点集粗筛（根据经纬度数值，初步判断是否明显不在椭圆范围内）。长半轴长度a，短半轴长度b需从表面距离转为经纬度：

。

为经度相同时，a所代表的纬度差；/>为纬度相同时，b所代表的经度差；ONE_DEG为地心一度对应的地球表面的长度；

最后，规划设计模块在排布机位时，记经过得分排序的候选集，得分满足；记已选点集/>。从候选集/>选择排名第一的点位/>，加入已选点集/>；/>为从候选集/>选择排名第2的点位，/>为从候选集/>选择排名第n的点位。继而从/>中排除与/>范围冲突的候选点，得到新的候选集/>。易知，/>不在新的候选集/>中。循环上述过程，已选点集每加入一个新的点集，即可判断是否满足终止条件。满足以下两个条件之一即可终止排布过程：1）候选集为空；2）已选点集长度满足要求（即布机台数达到预期，布机台数根据自动估算容量计算，或者用户指定）。

进一步地，在一些实施例中，测风塔选址方案的创建步骤包括：

获取风电场范围内的地形网格数据；

在地形网格数据中剔除位于不可用区域内的格点、坡度超限的格点；

在地形网格数据剩余的格点中，按照海拔优先顺序排布测风塔的有效点位。

在本实施例中，规划设计模块根据布机范围的拐点，获取拐点区域内的全部地形网格数据，读取高程、坡度信息；然后根据界面输入条件参数逐步得到有效点位，并将结果反馈给前端界面，给定序号、经纬度、海拔、平均风速信息。具体地，首先根据边界距离限制剔除不可用区域的格点；然后根据坡度限制剔除坡度超限区域的格点；对于剩余的合格待选点，按照海拔优先顺序，依次放置第一个点，第二个点等；每一个塔的代表半径内禁止放置其他塔；如果给定的数量大于区域可放置的数量，将按照区域最大值反馈有效点位。

进一步地，在一些实施例中，电量计算方案的创建步骤包括：

利用风电场当地空气密度对应的功率曲线计算风电场的风速、平均功率、年发电量、年利用小时数。

在本实施例中，由于当地空气密度和功率曲线对应的空气密度之间的差异导致计算的发电量存在发电量损耗。所以规划设计模块将功率曲线调整到当地空气密度的功率曲线后进行电量计算。规划设计模块通过界面显示整个风电场和每台风机的计算结果，包括理论发电量、平均尾流值、折减系数（含尾流）、满发小时数、平均风速、最大风速、最小风速、平均风功率密度、最大风功率密度、最小风功率密度、功率曲线折线图、推力系统折线图。具体的计算公式如下：

进一步地，在一些实施例中，可研设计模块具体用于：

接收并存储测风塔的测风数据；

接收订正数据，利用订正数据对测风数据中的订正参数进行订正；

显示风电场的风资源图谱和风机的布机效果；

计算不同轮毂高度的风电场的实际发电量。

在本实施例中，可研设计模块支持导入Windographer的标准.txt文件，以得到测风数据，例如导入原始、质控、插补三个版本的测风数据。可研设计模块供用户点击列表中测风塔后，弹框显示测风塔的基本信息：数值类的统计量为：高度、空气密度（kg/m³）、平均风速（m/s）、海拔、风功率密度（W/ m²）、风切变、A、K值；图表类的统计量为：风速日变化、风速月季变化、湍流等级、风能频率分布、威布尔分布、湍流玫瑰图、风切变、风向玫瑰图、风能玫瑰图。当用户点击订正按钮，弹窗显示测风塔个高度层的全扇区、分扇区订正参数，支持用中尺度MERRA2和ERA5数据订正选中测风塔数据。例如根据导入的MERRA2数据自动调用订正算法，计算指定测风塔的所有高度的订正参数。根据导入的ERA5数据自动调用订正算法，计算指定测风塔的所有高度的订正参数。

在本实施例中，可研设计模块支持导入.Wrg格式的CFD风资源图谱，.Kmz、.shp格式的精细机位排布文件和风电场边界文件，根据导入的内容在界面自动显示风资源图谱和风机的布机效果。可研设计模块还可以根据导入布机文件的各风机电量之和、界面输入的折减系数，计算不同轮毂高度的风电场的实际电量。可研设计模块还可以根据该区域CFD风资源图谱得到较为精细的风机布局点位，同时调用风机库中已有的风机数据或使用风机参数，在参考轮廓高度和造价等多方面因素的经济比选情况下，进行风机选型，得到适用于该风电工程的最优风机型号，最后根据得到的各类成果数据生成该风电工程的可研设计报告。

进一步地，在一些实施例中，微观选址模块具体用于：

接收并存储风电场中各个风机所在有效点位的实景图像；

接收包含至少一个观察点位的无人机漫游路线，根据无人机漫游路线控制无人机漫游，并在观察点位处拍摄图像。

在本实施例中，微观选址模块支持导入指定格式的风机所在有效点位的实景照片和敏感性区域说明。当用户在“无人机漫游”模块下点击“新建路线”按钮，输入“名称”、“离地高度”，然后添加想要观察的观察点位，完成后点击“确认”按钮，即新建好一条无人机漫游路线。用户可以选择已建好的无人机漫游路线，点击“开始”按钮，即可控制无人机漫游，并在观察点位处拍摄图像。

进一步地，在一些实施例中，成果展示模块具体用于：

显示风电场的三维可视化图像；

接收用户的操作指令，在三维可视化图像上进行距离测量、面积测量、高度测量；

展示风电场在规划阶段和可研阶段的设计结果、以及微观选址成果。

在本实施例中，成果展示模块可以显示创建好的风电场，支持在三维可视化图像上进行距离测量、面积测量、高度测量。成果展示模块还可以展示风电场在规划阶段和可研阶段的设计结果、以及微观选址成果，例如在规划阶段支持风机排布、测风塔选址、电量计算、经济评价、三维预览，同时可进行不同方案对比。在可研阶段进行测风数据和发电量的三维展示，在微观选址阶段支持风机实景照片的展示。

进一步地，在一些实施例中，还包括：

资源整合管理模块：用于进行各个风电场的测风数据、风机、测风塔的管理；进行用户权限、审核管理。

在本实施例中，资源整合管理模块包括数据管理、设备管理和系统管理。

数据管理主要包括测风数据库和风机库，测风数据库包括：1）基本风况：测风塔数据详情概览，包括起止时间、最高高度主风向、最高高度主风能、海拔高度、空气密度、湍流(15m/s)、综合风切变系数、平均温度、平均气压、最高温度、最低温度、威布尔A、K等。测风塔概览信息，包括各个通道高度的平均风速、风功率密度、观测最大值、观测极大值、50年一遇最大风速、50年一遇极大风速等。2）风速变化：根据风速高度、查询项（风速、风功率）查询月变化和日变化数据，以折线图和表格的形式展现。根据版本时间，获取历史数据每月的平均风速，在根据测风塔最高气温通道和最高气压通道获取每10min频率的空气密度*0.5*风速的三次方，按月分组获取到每月的风功率。根据版本时间，获取历史数据每月的平均风速，在根据测风塔最高气温通道和最高气压通道获取每10min频率的空气密度*0.5*风速的三次方，按小时分组获取到日风功率。3）风玫瑰图：根据通道高度查询风向落在16个扇区的频率和风能频率，以扇形图和表格的形式展示。4）威布尔分布：根据通道查询威布尔分布和风速风能概率分布。威布尔分布以柱状图展示风速频率和以曲线图展示威布尔数据。风速风能概率分布以柱状图的形式显示了风速频率和风能占比。5）风切变：根据通道查询风切变数据。获取每个通道高度的平均风速，删除平均风速为0的高度，合并同高度平均风速，根据最小二乘法计算幂指数。6）湍流统计：根据通道查询湍流等级和湍流玫瑰图，湍流等级以曲线和表格的形式。风机库主要完成根据机组信息的筛选查询，采用模糊查询的方式，通过输入关键字对机组编号进行模糊查询，将符合条件的机组编号列表进行筛选并显示。

设备管理主要用来进行风机模型、设备模型、以及建筑模型的入库、删除、编辑和查询。系统管理主要实现用户管理、权限管理和审核管理等用户管理功能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种风电工程三维数字化地理信息服务平台，其特征在于，包括：

项目管理模块：用于对各个风电工程进行管理；

规划设计模块：用于完成所述风电工程中风电场规划阶段的设计；

可研设计模块：用于完成所述风电工程中风电场可研阶段的设计；

微观选址模块：用于完成所述风电工程中风电场的微观选址；

成果展示模块：用于完成所述风电工程中风电场的三维可视化；

所述规划设计模块具体用于：

接收资源信息，在可视化地图上根据所述资源信息创建风资源；

在可视化地图的指定区域上绘制多边形，创建所述风电场；

配置所述风电场的敏感性区域；

根据所述敏感性区域创建所述风电场的机位排布方案；

创建所述风电场的测风塔选址方案；

创建所述风电场的电量计算方案，

创建所述风电场的经济评估方案；所述经济评估方案用于评价所述风电工程是否可行；

所述机位排布方案的创建步骤包括：

如果所述风电场位于山地，根据海拔、坡度、曲率构建综合指标评价体系，利用所述综合指标评价体系计算所述风电场中各个机位的得分，按照所述得分从高到低，确定满足最小椭圆风机间距要求且避开所述敏感性区域的机位为风机的有效机位；

如果所述风电场位于平原，根据布机条件在风电场范围内规则排布避开所述敏感性区域的风机的有效机位；

所述布机条件设置为平均风速大于5m/s，风机间距长轴5D，风机间距短轴2.5D，地形坡度20％，边界距离50m，塔筒类型为钢塔，大切变0.25；

当风电场所处位置满足风电场范围内各格点坡度值绝对值>15.6％的面积比例超过15％，风电场范围内各格点高度差大于100米，风电场范围内各格点高度的均方根大于66米时，认为风电场处于山地，其他情况属于平原；

规划设计模块用于利用综合指标评价体系计算风电场中各个机位的得分，并进行排序；综合指标评价体系用于反映布机位置的效果；综合指标评价体系包含四项指标：高程、坡度、曲率、等效小时数，各项默认权重分别为0.8、0.05、0.25、0；综合指标评价体系的总体原则为：高程越大越好，曲率越大越好，坡度越小越好，等效小时数越大越好；

规划设计模块还用于在排布机位时，记经过得分排序的候选集C，得分满足记已选点集S；从候选集C选择排名第一的点位C₁，加入已选点集S；从C中排除与C₁范围冲突的候选点，得到新的候选集C；已选点集每加入一个新的点集，判断是否满足终止条件，满足则终止排布过程，终止条件包括：1)候选集为空；2)已选点集长度满足布机台数达到预期；

规划设计模块还用于采用椭圆形限制风机间距离，即相邻风机不允许在对方的椭圆范围内。

2.根据权利要求1所述风电工程三维数字化地理信息服务平台，其特征在于，所述项目管理模块具体用于：

配置不同用户的权限；

根据所述权限为用户开放至少一种风电工程的管理功能；所述管理功能包括新建功能、移除功能、编辑功能和查询功能。

3.根据权利要求1所述风电工程三维数字化地理信息服务平台，其特征在于，所述测风塔选址方案的创建步骤包括：

获取所述风电场范围内的地形网格数据；

在所述地形网格数据中剔除位于不可用区域内的格点、坡度超限的格点；

在所述地形网格数据剩余的格点中，按照海拔优先顺序排布测风塔的有效点位。

4.根据权利要求1所述风电工程三维数字化地理信息服务平台，其特征在于，所述电量计算方案的创建步骤包括：

利用所述风电场当地空气密度对应的功率曲线计算所述风电场的风速、平均功率、年发电量、年利用小时数。

5.根据权利要求1所述风电工程三维数字化地理信息服务平台，其特征在于，所述可研设计模块具体用于：

接收并存储所述测风塔的测风数据；

接收订正数据，利用所述订正数据对所述测风数据中的订正参数进行订正；

显示所述风电场的风资源图谱和风机的布机效果；

计算不同轮毂高度的风电场的实际发电量。

6.根据权利要求1所述风电工程三维数字化地理信息服务平台，其特征在于，所述微观选址模块具体用于：

接收并存储所述风电场中各个风机所在有效点位的实景图像；

接收包含至少一个观察点位的无人机漫游路线，根据所述无人机漫游路线控制无人机漫游，并在所述观察点位处拍摄图像。

7.根据权利要求1所述风电工程三维数字化地理信息服务平台，其特征在于，所述成果展示模块具体用于：

显示所述风电场的三维可视化图像；

接收用户的操作指令，在所述三维可视化图像上进行距离测量、面积测量、高度测量；

展示所述风电场在规划阶段和可研阶段的设计结果、以及微观选址成果。

8.根据权利要求1所述风电工程三维数字化地理信息服务平台，其特征在于，还包括：

资源整合管理模块：用于进行各个风电场的测风数据、风机、测风塔的管理；进行用户权限、审核管理。