游和下游风力涡轮之间的相对距离、上游涡轮的末梢速度 比率TSRup、上游风力涡轮的节距角0up、和上游风力涡轮的偏航未对准<i>up。
[0073] 在某些实施例中，回归模型可经历机器学习来微调传递函数，以提供下游和上游 风力涡轮处的风速的比率的精确预测。场控制子系统然后可使用功率模型（作为风速和控 制设置的函数的涡轮功率），来从通过历史尾流模型预测的风速来预报场水平功率输出。在 一个实施例中，与接收历史值、识别参考组、和/或确定历史尾流模型对应的步骤可以以脱 机方式进行，而在图2中示出的其余步骤可实时地执行。但是，在备选实施例中，在图2中 示出的方法的所有步骤可实时地执行。
[0074] 在一个实施例中，尾流参数的历史值、历史尾流模型、和/或预测的风速比率可储 存在相关储存库中的查找表中。而且，在步骤208处，例如在场控制子系统处接收历史尾流 模型，以用于用在随后的优化中。尤其，在一个实施例中，场控制子系统从风力涡轮、涡轮控 制器、和/或储存库接收历史尾流模型。
[0075] 此外，在步骤210处，接收与用于风电场中的风力涡轮的尾流参数中的至少一些 对应的新值。如之前提到的，风电场中的环境条件，例如风速和方向倾向于在一天内持续地 变化。在风电场中经受的尾流效应因而也可在该一天中变化，因而应持续调整控制设置。控 制设置的持续调整又需要尾流参数的新值的进一步估算。
[0076] 因此，在某些实施例中，例如与风速和方向对应的新值可在场控制子系统处以指 定的时间间隔（例如，每十分钟）接收。备选地，新值可以在接收使用者请求之后、在确定 尾流参数的值的连续测量中的显著改变（例如，多于5%的改变）之后、和/或如果至少一 个尾流参数的值在确定的极限之外时，以任意间隔接收。在一个实施例中，例如，如果观测 到风速方面的大于〇. 5米/秒或风向方面的大于5度的改变，那么接收新值。
[0077] 而且，在步骤212处，基于新值从风力涡轮识别出互相作用的风力涡轮的新组。在 一个实施例中，可使用之前参照步骤204所描述的方法对于特定风向识别互相作用的风力 涡轮的新组。
[0078] 而且，在步骤214处，可基于一个或更多个历史组方向尾流模型和新值来为互相 作用的风力涡轮的新组开发场水平预测尾流模型。在一个实施例中，将与互相作用的风力 涡轮的各新组对应的新值分开。而且，场控制子系统基于与各新组和历史尾流模型对应的 分开的值来开发预测回归模型。在一个实施例中，场控制子系统与历史尾流模型对应地适 配传递函数，来基于新值开发场水平预测模型。备选地，场控制子系统结合历史尾流模型， 来基于新值开发场水平预测模型。可使用由此开发的场水平预测模型，来提供尾流互相作 用的可靠估算，例如主要的下游与上游风速的预测比率，以用于确定风电场操作中的适当 优化。
[0079] 在步骤216处，基于场水平预测尾流模型来调整至少用于互相作用的风力涡轮的 新组的一个或更多个控制设置。尤其是，场水平预测尾流模型可提供如下预报：用于各新组 中的上游风力涡轮的某些控制设置中的改变可如何影响至少对应的下游风力涡轮的操作 效率。因此，可使用场水平预测尾流模型来确定用于各风力涡轮的控制设置，使得可实现和 /或维持期望的场水平性能目标。
[0080] 但是，同时确定用于风电场中的每个风力涡轮的控制设置是复杂的并且计算密集 的工序，其可由于需要求值的大量参数而难以实时地执行。因此，在目前构想的实施例中， 场控制子系统顺序地且逐步地确定至少用于互相作用的风力涡轮的新组中的各风力涡轮 的一个或更多个控制设置，来优化场水平性能目标。
[0081]例如，图3不出了不意图300,不意图300绘出确定最优控制设置的不范顺序302， 该最优控制设置用于风电场中的空气动力互相作用的风力涡轮Ti-Tn。具体地，图3示出了 多个风力涡轮Ti-Tn，它们可基于主要风向304和风电场的几何布局而分类成互相作用的 风力涡轮的多组308-324。如之前参照图2的步骤204和212所描述的，可识别组308-324， 使得各组包括至少一个上游风力涡轮，其尾随有至少一个下游风力涡轮。
[0082] 在某些实施例中，互相作用的风力涡轮308-324的组例如可对应于在图2的步骤 212处识别的新组，并且可以以稀疏树状结构表示。而且，在一个示范实施方式中，场控制子 系统构造为以自下而上的方法顺序地确定最优控制设置，使得确定用于下游风力涡轮的最 优控制设置，接着进行用于在新组中的各个中的上游风力涡轮的最优控制设置。
[0083] 例如，当估算组308时，场控制子系统确定用于最下游风力涡轮Tn的适当的控制 设置，使得使Tn的独立功率输出[J(1)=P(1)]最大化。在一个实施例中，在Tn处观测的风 速可假定为当确定用于给定控制设置的功率输出时等于自由流风（或固定的任意值）速。 由于下游风力涡轮Tn考虑具体风向304而定位在风电场的底部，故下游风力涡轮Tn经受 显著的尾流效应。由此，在风力涡轮Tn处开始优化顺序302允许在风力涡轮Tn的功率输 出P(l)中的显著增强，而不必解决上游涡轮1\。的操作。
[0084] 随后，考虑场水平预测尾流模型，场控制子系统确定用于上游风力涡轮。的适当 的控制设置，以便使由涡轮1\。和Tn产生的组合功率输出[J⑵=P⑵+J(1)]最大化。在一 个实施例中，控制设置可基于如下假定确定：在Tl。处观测的风速等于自由流风速，而Tn处 的风速是考虑场水平预测尾流模型而确定的。而且，为了使J(2)最大化，场控制子系统根 据场水平尾流模型和之前已为下游风力涡轮Tn的确定的控制设置，确定与上游风力涡轮 。对应的控制设置对由下游涡轮Tn产生的功率输出[J(l)]的影响。
[0085] 此外，对于包括风力涡轮。和T4的组310,可确定用于上游风力涡轮T4的控制设 置，以便使用于上游涡轮1\、和对应的下游涡轮。和Tn的组合功率输出[J(3)=P(3)+J(2)] 最大化。尤其，通过假定在1\处观测的风速等于自由流风速（或固定的任意值），并且将场 水平尾流模型和之前为涡轮。和Tn确定的控制设置用作约束，可确定用于上游涡轮T4的 控制设置，来使功率输出[J(3)]最大化。相似地，可确定用于沿着稀疏树结构的其他分支 定位的风力涡轮组的控制设置，使得在各位置水平处，在该水平和前面的水平处的风力涡 轮的组合功率输出最大化，从而又使场水平功率输出最大化。
[0086] 有时，为风电场中的某些风力涡轮确定的控制设置可导致风力涡轮的一个或更多 个性能参数落出为在风力涡轮处观测的风速指定的容许限制。例如，为特定风力涡轮确定 的末梢速度比率和节距角组合可导致比用于在风力涡轮处观测的风速的额定限制大的功 率输出。在这种方案中，可能需要调整控制设置，例如减少末梢速度比率和/或增大节距 角，直至功率输出等于额定限制。因此，一旦如参照图3所描述地确定用于所有风力涡轮的 适当的控制设置，那么可重新调整风力涡轮的子组处的控制设置，以用于这些风力涡轮处 的预期风速。
[0087] 在一个实施例中，用于风力涡轮的子组的控制设置的此种重新调整可以以自上而 下的方式进行。例如，可首先调整稀疏树结构中的最上游风力涡轮处的控制设置，然后调整 随后的下游水平风力涡轮的控制设置。自上而下的调整允许更有效的计算，因为可基于稀 疏树结构中的最上游涡轮处测量的风速，和与所有对应上游涡轮对应的控制设置来计算各 选定风力涡轮处的预期风速。计算的风速又可用于重新调整控制设置，使得选定风力涡轮 的性能保持在容许限制内。
[0088] 用于风力涡轮的控制设置的此种顺序确定和/或重新调整允许优化问题的组方 向分解，因而降低了与整体场水平性能目标的优化相关的复杂性和计算工作量。在某些实 施例中，可持续地执行参照图2-3描述的场水平优化，来确保期望的性能目标保持在指定 的限制内。
[0089] 而且，在一个实施例中，可以延迟的优化模式来执行本方法，在该模式中可不持续 地计算之前为尾流参数的选定组合的历史值确定的所储存的最优控制设置，而是可用来实 时地调整风力涡轮的操作。在某些实施例中，可以以指定的时间间隔，或当尾流参数值落出 对应的指定阈值时，考虑变化的环境条件，定期地更新所储存的控制设置。
[0090] 然而，在备选实施例中，对模型的更新可实时地实现，以允许主要尾流条件的更精 确估算，从而又为用于各风力涡轮的控制设置提供更精确的调整。将参照图4-5更详细地 描述风电场操作的延迟和实时优化的某些示范实施例。
[0091] 具体而言，图4示出了流程图400,流程图400绘出用于在延迟优化模式下优化风 电场操作的示范方法。该方法在步骤402处开始，在此，接收大气信息且可选地接收与风电 场对应的操作信息，以与几何信息组合地使用。此外，在步骤404处，接收场水平预测尾流 模型和/或与风力涡轮的参考组对应的历史尾流模型。
[0092] 而且，在步骤406处，可从风力涡轮识别互相作用的风力涡轮的不同组，以用于尾 流参数的一个或更多个选定组合。在一个实施例中，尾流参数的选定组合包括上游风速、下 游风速的选定值、和选定风向。风速和方向例如可从所储存的历史气候信息选择，该历史气 候信息包括用于风电场的平均风速的风向分组频率分布。
[0093] 在步骤408处，对于尾流参数的选定组合中的各组合，基于尾流模型和/或场水平 预测尾流模型来为互相作用的风力涡轮的不同组确定最优控制设置。而且，在步骤410处， 用于不同组的最优控制设置作为尾流参数的对应选定组合的函数而储存在储存库中。备选 地，在一个实施例中，对于尾流参数的不同组合，代替步骤402-408执行或模拟参照图2描 述的方法，以确定用于风电场中的风力涡轮的适当控制设置。随着时间过去而确定的所得 的控制设置可记录在存储器中，以生成适当的查找表，该查找表使控制设置与尾流参数的 选定组合关联。具体而言，一旦步骤402-410已完成，那么可使用查找表以用于与尾流参数 的新获得的值响应地调整控制设置。
[0094] 在步骤412处，接收与尾流参数中的至少一些对应的新值。在一个实施例中，新值 涉及风速、风向、和/或用于风力涡轮中的各个的操作信息。在一个实例中，风向对应于跨 过所有风力涡轮的中值风向，并且可由偏航位置和/或使用风向标来确定。而且，在该实例 中，用于确定的风向的风速对应于与上游风力涡轮上方的中值风速。在某些实施例中，风速 可基于功率、转子速度、和/或风力涡轮的间距来估算。备选地，风速可使用风速计来估算。
[0095] 而且，在步骤414处，用于风力涡轮的不同组的一个或更多个控制设置可根据所 储存的最优控制设置和尾流参数的新值来内插。在一个实施例中，新值，例如在步骤412处 接收的风速和方向，可与尾流参数的选定组合的储存值匹配。在某些实施例中，可查询储存 的相互关系（例如，查找表），来来识别作为在步骤412处接收的风速和方向的值的函数的 所储存的最优设置。在查找表不包括在步骤412处接收的风速和方向的准确值的情况下， 场控制子系统可构造为从与最接近的风速和方向值对应的所存储的最优控制设置来内插 用于各风力涡轮的最优设置。
[0096] 在步骤416处，使用控制设置的内插值操作互相作用的风