复杂地形下提高风能利用的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102235314A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102235314A(43)申请公布日2011.11.09(21)申请号201110180455.2(22)申请日2011.06.30(71)申请人内蒙古电力勘测设计院地址010020内蒙古自治区呼和浩特市锡林南路209号(72)发明人杜燕军彭怀午孙立新聂维新孙少军(51)Int.Cl.F03D9/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称复杂地形下提高风能利用的方法(57)摘要提出了一种复杂地形下提高风能利用的方法，属于风力发电场工程设计技术领域，所述方法包括：步骤S1，获得风电场内各风电机组位置处50年一遇最大风速和平均风速数据；步骤S2，根据步骤S1中获得的数据，确定各风机是否满足安全性要求；步骤S3，根据步骤S2确定的结果，在满足安全性要求的范围内调整各风机的风轮直径和轮毂高度。本方法解决了当前风电场设计无法在满足安全性要求的情况下获得最佳发电量的技术问题。CN102354ACCNN110223531402235317A权利要求书1/1页1.一种复杂地形下提高风能利用的方法，其特征在于，该方法包括：步骤S1，获得风电场内各风电机组位置处50年一遇最大风速和平均风速数据；步骤S2，根据步骤S1中获得的数据，确定各风机是否满足安全性要求；步骤S3，根据步骤S2确定的结果，在满足安全性要求的范围内调整各风机的风轮直径或轮毂高度。2.根据权利要求1的方法，其特征在于，该方法进一步包括：步骤S4，对整个风电场进行分析计算，获得各个风电机组位置处的风轮直径和轮毂高度。3.根据权利要求1的方法，其特征在于，步骤S1具体包括：根据具有代表性的风资源、区域地形图、风电机组资料、风机布置方式和相关气象资料计算不同位置处的50年一遇最大风速和平均风速数据。4.根据权利要求1的方法，其特征在于，步骤S2具体包括：根据步骤S1获得的数据，判断哪些风机满足安全性要求，哪些风机不满足安全性要求，判断方法为根据各个风机位置处50年一遇最大风速和平均风速数据，判断各个风机是否位于所述50年一遇最大风速和平均风速数据对应的安全等级范围内，若位于所述范围内，则满足安全性要求，否则不满足安全性要求。5.根据权利要求1的方法，其特征在于，步骤S3具体包括：对于满足安全性要求的风机，增加风轮直径或增高轮毂高度以提高风能利用，对于不满足安全性要求的风机，减小风轮直径或降低轮毂高度以满足安全性要求。6.根据权利要求1的方法，其特征在于，步骤S3还包括：对于调整后的风轮直径或轮毂高度进行安全性判断，根据分析结果调整风轮直径或轮毂高度至满足安全性要求的范围内。7.根据权利要求2的方法，其特征在于，步骤S4具体包括：(1)对于最大风速满足要求，部分平均风速较低的位置通过增加风轮直径来提高风能资源利用时，分析增加风轮直径引起的尾流增加并与未增加风轮直径前的发电量进行比较，根据比较结果调整风轮直径；(2)对于最大风速满足要求，部分平均风速较高的位置通过缩小风轮直径或者降低轮毂高度来满足风机的安全性要求，分别对缩小风轮直径和降低轮毂高度这两种调整方式的发电量和/或成本进行计算，选择发电量高和/或成本低的调整方式。8.根据权利要求7的方法，其特征在于，在步骤S4的(2)中，相比通过缩小风轮直径来满足安全性的要求，降低轮毂高度能够降低成本并且可以增加发电量，选择降低轮毂高度这一调整方式。2CCNN110223531402235317A说明书1/6页复杂地形下提高风能利用的方法技术领域[0001]本发明属于风力发电场工程设计技术领域，尤其涉及一种复杂地形下提高风能利用的方法。背景技术[0002]根据IEC61400-1：2005[1](国际电工技术委员会标准)的规定，50年一遇10分钟最大风速和平均风速是决定风电机组极限载荷和疲劳荷载的关键指标，也是风电场开发中风电机组选型和经济效益评估的关键指标之一。空气流动的动能作用在风力机风轮上，推动风轮转动变成电能，风轮直径越大发电量越多，但承受极限强度越大。国标《风力风电机组安全要求》(GB18451.1-1)根据风电场风速和湍流参数，将风电机组分为Ⅰ～Ⅳ级安全等级，Ⅰ级为最高，承受最大风速也最大。风电机组制造商主要通过改变风轮直径来满足风电机组安全要求，Ⅰ级风电机组风轮直径相对最小。[0003]在复杂地形(高差较大的山地)风速随相对高度变化比较显著，不同高度位置处的风速有较大差别，相对位置较高处的最大风速和平均风速较高，但为保证风电机组安全，往往通过减小风电机组风轮直径来满足风电机组安全要求，这样风电机组发电量降低很多，没能充分利用风能资源。例如根据50年一遇10分钟最大风速统计结果，发现绝大多数风能资源较