本发明涉及风电技术领域，尤其涉及一种风电机组功率特性评估方法及装置。
背景技术：
随着科学技术的飞速发展，风电已经成为获取绿色能源的主要途径之一，在风力发电机组运行的过程中，通过获取风力发电机组的功率特性可以了解并掌握风力发电机组的运行状态。
然而，在具体应用时，由于风电机组的输出功率受外界环境因素影响较大，如地形、地表植被、大气稳定程度等，现有的风电机组功率特性评估方法仅仅依靠机组历史运行数据得到风速-功率曲线，未能将上述地形、地表植被、大气稳定程度等因素影响体现于评估结果中的缺陷，进而使得获取的风力发电机组的功率特性结果存在很大的不确定性，导致相同配置机组安装在不同风资源厂址下功率特性差异不易找出，进而降低了利用所获得的数据对风电机组的功率特性进行评估的准确可靠性。
技术实现要素：
本发明提供一种风电机组功率特性评估方法及装置，用于解决现有技术存在的降低了利用所获得的数据对风电机组的功率特性进行评估准确可靠性的问题。
本发明的一方面提供了一种风电机组功率特性评估方法，包括：
按照预设的划分规则将风电机组所在区域划分为多个扇区；
获取每个扇区中的风电机组的自由流风速和与所述自由流风速相对应的输出功率；
按照预设的风速修正策略对所述自由流风速进行修正，获得修正自由流风速；
根据所述修正自由流风速和输出功率确定所述修正自由流风速与所述输出功率的对应关系。
本发明的另一方面提供了一种风电机组功率特性评估装置，包括：
划分模块，按照预设的划分规则将风电机组所在区域划分为多个扇区；
获取模块，获取每个扇区中的风电机组的自由流风速和与所述自由流风速相对应的输出功率；
风速修正模块，按照预设的风速修正策略对所述自由流风速进行修正，获得修正自由流风速；
确定模块，根据所述修正自由流风速和输出功率确定所述修正自由流风速与所述输出功率的对应关系。
本发明提供的风电机组功率特性评估方法及装置，通过按照一定的地形因素或者环境因素将风电机组所在区域划分为多个扇区，并按照预设的风速修正策略对每个扇区中的自由流风速进行修正，获得修正自由流风速，从而有效地克服了现有技术中存在的未能将上述地形、地表植被、大气稳定程度等因素影响体现于评估结果中的缺陷，进而使得获取的修正自由流风速与输出功率的对应关系更加准确可靠性，有效地提高了该功率特性评估方法的实用性，有利于市场的推广与应用。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的一种风电机组功率特性评估方法的流程示意图；
图2为本发明另一实施例提供的一种风电机组功率特性评估方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的根据所述风速功率曲线和功率系数曲线获取理论切入风速、理论切出风速和理论额定风速的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的根据所述风速功率曲线确定理论额定功率的流程示意图；
图5为本发明实施例提供的根据所述风速功率曲线确定风切入功率的流程示意图；
图6为本发明又一实施例提供的一种风电机组功率特性评估方法的流程示意图；
图7为本发明实施例提供的一种风电机组功率特性评估装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1为本发明一实施例提供的一种风电机组功率特性评估方法的流程示意图；参考附图1可知，本实施例提供了一种风电机组功率特性评估方法，该评估方法用于对风电机组的功率特征进行准确计算，具体的，该方法包括：
S101：按照预设的划分规则将风电机组所在区域划分为多个扇区；
本实施例对于划分扇区的具体个数不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如，可以将扇区划分为8个、10个、12个或者15个等等，为了提高对风电机组的功率特征分析的准确可靠性，一般将扇区划分的个数设置为至少为12个；另外，对于划分规则的具体内容不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，较为优选的，将划分规则设置为包括风电机组所在的周围环境因素，即按照风电机组所在的周围环境进行扇区的划分，具体的，可以根据地形、地势、海拔高度以及地表植被等信息进行扇区的划分，进而可以获得多个扇区。
具体应用时，可以以风电机组基础中心为圆心，分别以2d、4d、8d、20d(d为风电机组的叶轮直径)为半径，设定正北方向为0度，划分多个扇区，具体的划分扇区数量本领域技术人员可根据具体的设计需求进行设置，基本原则为相同扇区内风资源状况、风电机组功率输出、地形崎岖指数(0.3rad)、地表植被等信息尽可能的一致，其中，地形崎岖指数可以定义为其周围地形坡度超过某一关键值(上述关键值定义为0.3rad)的比例。
另外，地区崎岖指数可以通过获得雷达或测风塔测风数据、风电机组运行数据来确定，具体的，对各雷达或测风塔、风电机组不同方位风资源信息进行分析，并以风能玫瑰图、各风电机组输出功率玫瑰图、风切变玫瑰图、湍流强度玫瑰图的形式呈现，结合雷达或测风塔及风电机组坐标、数字地形图进行地形崎岖指数的计算，并得到地形崎岖指数矩阵分布图，依上述结果进行扇区的划分。
S102：获取每个扇区中的风电机组的自由流风速和与自由流风速相对应的输出功率；
在划分为多个扇区之后，可以获取每个扇区总的自由流风速，具体的，对于自由流风速的获取方式不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，较为优选的，首先检测获取自由流风速的检测装置中是否已建立不同来流风下以风电机组叶轮前后预设距离(例如：5d)区域内的计算流体力学CFD模型，若确认已经建立CFD模型，则可以将获取每个扇区中的风电机组的自由流风速设置为具体包括：
S1021：获取每个扇区中的机舱风速、环境湍流强度、入流角、风电机组的偏航角度以及预设的传递矩阵和传递常数；
本实施例中的机舱风速可以通过测风仪获取，而环境湍流强度的获取可以通过采集湍流脉动速度与平均速度，其中，湍流脉动速度和平均速度可以通过相应的速度采集装置或者传感器采集获取；然而根据环境湍流强度等于湍流脉动速度与平均速度的比值即可确定环境湍流强度；另外，入流角和风电机组的偏航角度可以通过角度测量装置采集获得，或者也可以通过风电机组的运行数据分析获取。
S1022：根据公式Vfree＝A[Vnacelle,TIambient,λ,β]+B确定自由流风速；其中，Vfree为自由流风速，Vnacelle为机舱风速；TIambient为环境湍流强度；λ为入流角；β为风机的偏航角度；A,B分别为预先设置的CFD模型结果中经过人工神经网络训练得到的传递矩阵和常数。
在获取到每个扇区中的机舱风速、环境湍流强度、入流角、风电机组的偏航角度以及预设的传递矩阵和传递常数之后，可以利用上述公式准确地获取到机舱风速，有效地保证了在已经建立CFD模型的环境下自由流风速获取的准确可靠性。
当检测结果为获取自由流风速的检测装置中未建立CFD模型，则可以将获取每个扇区中的风电机组的自由流风速设置为具体包括：
S1023：获取每个扇区中的自由流风速bin i的平均值和bin i+1的平均值、机舱风速、机舱风速bin i的平均值及bin i+1的平均值；
其中，本实施例中的bin为预先设置的风速的划分区间，例如，在bin0.5-1.5的范围内为一个风速区间，在一个风速区间内可以存储有多个风速，该风速可以包括自由流风速和机舱风速等等，进而可以通过获取多个风速信息之后，利用平均值公式可以获取相应的风速区间内的平均值。
S1024：根据公式确定自由流风速；其中，Vfree为自由流风速，Vnacelle为机舱风速；vfree,i、vfree,i+1为Vfree所在雷达或测风塔所测风速bini的平均值及bini+1的平均值；vnacelle,i、vnacelle,i+1为Vnacelle所在机舱风速bini的平均值及bini+1的平均值。
在每个扇区中的自由流风速bini的平均值和bini+1的平均值、机舱风速、机舱风速bini的平均值及bini+1的平均值之后，可以利用上述公式准确地获取到机舱风速，有效地保证了在未建立CFD模型的环境下自由流风速获取的准确可靠性。
当然的，本领域技术人员还可以采用其他的方式获取风电机组的自由流风速，例如，可以通过风速采集装置直接采集获取，只要能够保证自由流风速获取的准确可靠性即可，在此不再赘述；在获取到每个扇区中的风电机组的自由流风速之后，可以利用预先设置的自由流风速与输出功率的映射关系确定与自由流风速相对应的输出功率。
S103：按照预设的风速修正策略对自由流风速进行修正，获得修正自由流风速；
本实施例对于具体的风速修正策略不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，较为优选的，将按照预设的风速修正策略对自由流风速进行修正设置为具体包括：
S1031：获取标准空气密度和预设时间分辨率内的空气密度；
由于空气密度不可以直接由传感器测得，因此，可以通过获取相应的空气温度和大气压、湿度，获取到上述信息参数之后，利用一下公式计算获得：
其中，ρt为预设时间分辨率(例如可以为：10min)内的空气密度；Tt为实测预设时间分辨率(例如可以为：10min)内平均绝对空气温度[K]；Bt实测预设时间分辨率(例如可以为：10min)内平均大气压强[Pa]；R0为干燥大气常数，287.05[J/KgK]；φ为湿度；Rw为水蒸气常数，461.5[J/KgK]；ρ0为标准空气密度；Pw＝0.0000205exp(0.0613846Tt)；需要说明的是，本实施例对于预设时间分辨率的具体数值不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如，可以将预设时间分辨率设置为10min、15min或者20min等等，较为优选的，将预设时间分别率设置为10min。
S1032：根据公式对自由流风速进行修正，获得第一修正风速；其中，Vn为第一修正风速，Vfree为自由流风速，ρt为预设时间分辨率内的空气密度，ρ0为标准空气密度。
在获取到上述参数之后，可以利用上述修正公式对自由流风速进行修正，从而可以准确有效地获取到第一修正风速，该第一修正风速并不是修正自由流风速，而是对自由流风速进行修正的一个中间数值参数，因此，为了获取到修正自由流风速，在获取第一修正风速之后，将方法设置为还包括：
S1033：获取风电机组的轮毂高度、每个扇区的各个风电机组的高度和预设的风切变指数；
其中，轮毂高度和每个扇区的各个风电机组的高度可以通过距离检测装置采集获取；风切变指数为预先设置的，具体的根据风速信息和风电机组的类型有关。
S1034：根据公式对第一修正风速进行修正，获得第二修正风速；其中，Vi为第二修正风速，Vn为第一修正风速，H为轮毂高度，zi为各个风电机组的高度，α风切变指数。
在获取到轮毂高度、各个风电机组的高度和风切变指数之后，可以利用上述公式对第一修正风速进行修正，进而可以获取到第二修正风速，需要说明的是，第二修正风速仍为对自由流风速进行修正的过程中参数，因此，在获得第二修正风速之后，将方法设置为还包括：
S1035：沿垂直于地面的方向上，将风电机组的叶轮面按照预设的间距等分为多段，获取风电机组中的每段叶轮面的面积和风电机组的叶轮扫风面积；
其中，叶轮面可以为单个叶轮所在的平面，也可以为叶轮工作过程中所形成的固定平面，较为优选的，将叶轮面设置为是单个叶轮所在的平面；另外，间距为预先设置的，本实施例对于间距的具体数值范围不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如，可以将间距设置为10cm、15cm、20cm、30cm等等；具体的，在将风电机组的叶轮面沿垂直于地面的方向等分为多段之后，可以获取每段中风电机组的高度、轮毂高度和叶轮半径R，然而根据风电机组的高度、轮毂高度和叶轮半径R确定每段叶轮面的面积；进一步的，将根据风电机组的高度、轮毂高度和扇区半径R确定每段叶轮面的面积设置为具体包括：
根据公式确认每端叶轮面的面积；其中，Ai为每段叶轮面的面积，R为叶轮半径，z为风电机组的高度，H为轮毂高度；这样可以有效地保证获取每段叶轮面的面积的准确可靠性。
S1036：根据公式对第二修正风速进行修正，获得叶轮等效风速；其中，Ai为每段叶轮面的面积，A为叶轮扫风面积，Vi为第二修正风速，Veq为叶轮等效风速。
在获取风电机组中的每段叶轮面的面积和风电机组的叶轮扫风面积之后，可以利用上述公式对第二修正风速进行修正，进而获取到叶轮等效风速，需要说明的是，该叶轮等效风速即为修正自由流风速，从而有效地保证了修正自由流风速获取的准确可靠性。
S104：根据修正自由流风速和输出功率确定修正自由流风速与输出功率的对应关系。
在获取到修正自由流风速之后，对修正自由流风速和输出功率进行分析，从而可以确定修正自由流风速与输出功率的对应关系；其中，本实施例对于修正自由流风速与输出功率的对应关系的具体类型不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，较为优选的，将修正自由流风速与输出功率的对应关系设置为包括一下至少之一：风速功率曲线、功率系数曲线、风速功率矩阵和风速功率偏差矩阵；更为优选的，将修正自由流风速与输出功率的对应关系设置为风速功率矩阵和风速功率偏差矩阵。
需要说明的是，建立风电机组功率偏差矩阵，可以有多种表现形式，具体的，可以包括以下步骤：
1)确立基准功率曲线，统计不同湍流强度不同风切变下的频率，选取合适的湍流强度及风切变区间的风速与功率，并以此建立基准功率曲线；
2)建立功率偏差矩阵：
(a)叶轮等效风速—风切变功率偏差矩阵，数值为该风速风切变下功率的平均值与该风速下基准功率的比值；
(b)叶轮等效风速-湍流强度功率偏差矩阵；
(c)叶轮等效风速-扇区功率偏差矩阵。
以上三种形式均为功率偏差矩阵，本领域技术人员可以根据具体的设计需求选择建立不同的功率偏差矩阵，进一步提高了该评估方法的适用范围。
本实施例提供的风电机组功率特性评估方法，通过按照一定的地形因素或者环境因素将风电机组所在区域划分为多个扇区，并按照预设的风速修正策略对每个扇区中的自由流风速进行修正，获得修正自由流风速，从而有效地克服了现有技术中存在的未能将上述地形、地表植被、大气稳定程度等因素影响体现于评估结果中的缺陷，进而使得获取的修正自由流风速与输出功率的对应关系更加准确可靠性，有效地提高了该功率特性评估方法的实用性，有利于市场的推广与应用。
图2为本发明另一实施例提供的一种风电机组功率特性评估方法的流程示意图；图2为本发明另一实施例提供的一种风电机组功率特性评估方法的流程示意图；图3为本发明实施例提供的根据风速功率曲线和功率系数曲线获取理论切入风速、理论切出风速和理论额定风速的流程示意图；图4为本发明实施例提供的根据风速功率曲线确定理论额定功率的流程示意图；图5为本发明实施例提供的根据风速功率曲线确定风切入功率的流程示意图；在上述实施例的基础上，继续参考附图1-5可知，为了进一步提高修正自由流风速与输出功率的对应关系获取的准确可靠性，在修正自由流风速与输出功率的对应关系包括风速功率曲线和功率系数曲线时，在根据修正自由流风速和输出功率确定修正自由流风速与输出功率的对应关系之后，将方法设置为还包括：
S201：根据风速功率曲线生成模拟风速，并获取模拟风速的概率密度，概率密度服从正态分布；
在获取到修正自由流风速与输出功率的对应关系之后，并且对应关系中包括风速功率曲线时，可以根据风速功率曲线生成模拟风速，一般情况下，该模拟风速的大小在0m/s-100m/s之间，步长为0.1m/s；当然的，本领域技术人员还可以根据风速功率曲线生成其他类型的模拟风速；并且，在生成模拟风速之后，可以根据模拟风速的特点确定模拟风速的概率密度。
S202：根据风速功率曲线和功率系数曲线获取理论切入风速、理论切出风速和理论额定风速；
在修正自由流风速与输出功率的对应关系包括风速功率曲线和功率系数曲线时，将根据风速功率曲线和功率系数曲线获取理论切入风速、理论切出风速和理论额定风速设置为具体包括：
S2021：根据功率系数曲线确定最大功率系数，根据风速功率曲线确定风切入功率、理论额定功率、风切出功率；
进一步的，将根据风速功率曲线确定理论额定功率设置为具体包括：
S20211：在风速功率曲线中获取最大理论功率；
在获取到风速功率曲线之后，可以根据风速功率曲线直接获取到最大理论功率，例如：可以将风速作为横坐标参数，功率作为纵坐标参数，那么最大理论功率为在功率曲线上纵坐标参数所能够达到的最大值。
S20212：将最大理论功率确定为理论额定功率。
在获取到最大理论功率之后，将最大理论功率确定为理论额定功率，从而保证了理论额定功率获取的准确可靠性。
另外，将根据风速功率曲线确定风切入功率设置为具体包括：
S20213：在风速功率曲线上获取大于0.1倍的理论额定功率的所有功率值；
其中，理论额定功率为预先设置的，因此，在获取到风速功率曲线之后，可以在风速功率曲线上确定0.1倍的理论额定功率的比较值，从而可以简单、快速地确定风速功率曲线上所有大于该比较值的功率值，即确定了满足上述条件的所有功率值。
S20214：将所有功率值中最小的功率值确定为风切入功率。
在获取到所有功率值之后，将所有功率值进行分析比较，将最小的功率值确定为风切入功率，同理的，可以将最大的功率值确定为风切出功率，从而有效地保证了风切入功率获取的准确可靠性。
S2022：获取预设时间分辨率内的空气密度和风电机组的叶轮扫风面积；
本实施例中获取预设时间分辨率内的空气密度和风电机组的叶轮扫风面积的具体实现过程与上述步骤S1031获取预设时间分辨率内的空气密度的具体实现过程、上述步骤S1031中获取风电机组的叶轮扫风面积的具体实现过程相同，具体可参考上述陈述内容，在此不再赘述。
S2023：根据最大功率系数、风切入功率、空气密度和叶轮扫风面积确定理论切入风速；根据最大功率系数、理论额定功率、空气密度和叶轮扫风面积确定理论额定风速；并根据最大功率系数、风切出功率、空气密度和叶轮扫风面积确定理论切出风速。
具体的，将根据最大功率系数、理论额定功率、空气密度和叶轮扫风面积确定理论额定风速设置为具体包括：
S20231：根据公式确定理论额定风速；其中，Vrated为理论额定风速，Prated为理论额定功率，ρ为空气密度，A为叶轮扫风面积，Cp,max为最大功率系数。
相类似的，在获取到最大功率系数、风切入功率、空气密度和叶轮扫风面积之后，可以根据最大功率系数、风切入功率、空气密度和叶轮扫风面积并利用公式确定理论切入风速，其中，Vcutin为理论额定风速，Pcutin为理论额定功率，ρ为空气密度，A为叶轮扫风面积，Cp,max为最大功率系数。
进一步的，在最大功率系数、风切出功率、空气密度和叶轮扫风面积之后，可以根据最大功率系数、风切出功率、空气密度和叶轮扫风面积并利用公式确定理论切出风速，其中，Vcutout为理论额定风速，Pcutout为理论额定功率，ρ为空气密度，A为叶轮扫风面积，Cp,max为最大功率系数。
当然的，本领域技术人员还可以采用其他的方式来获取理论切入风速、理论额定风速和理论切出风速，只要能够准确地获取到理论切入风速、理论额定风速和理论切出风速即可，在此不再赘述。
S203：根据理论切入风速、理论切出风速和理论额定风速对模拟风速进行分析判断，根据判断结果确定与模拟风速相对应的模拟功率；
在获取到理论切入风速、理论切出风速和理论额定风速之后，可以利用上述三个参数对模拟风速进行分析判断，从而可以判断模拟风速的特性，进而可以确定与模拟风速相对应的模拟功率，具体的，将根据判断结果确定与模拟风速相对应的模拟功率设置为具体包括：
S2031：若模拟风速小于理论切入风速，或者，模拟风速大于或等于理论切出风速，则确定与模拟风速相对应的模拟功率为0；
具体的，将模拟风速与理论切入风速和理论切出风速进行分析比较，当模拟风速小于理论切入风速，或者，模拟风速大于或等于理论切出风速时，则说明此时的风电机组不满足正常的工作条件，进而此时的风电机组处于待机状态，进而可以确认该模拟风速所对应的模拟功率为0。
S2032：若模拟风速小于理论切出风速、且大于或等于理论额定风速，则获取理论额定功率，并将理论额定功率确定为与模拟风速相对应的模拟功率；
当将模拟风速与理论切出风速和理论额定风速进行分析比较的结果为模拟风速小于理论切出风速、且大于或等于理论额定风速，则说明此时的风电机组处于正常工作状态，进而可以获取到预先设置的风电机组的理论额定功率，由于风电机组处于正常工作状态，因此，可以将该理论额定功率确定为与模拟风速相对应的模拟功率，从而保证了模拟功率确定的稳定可靠性。
S2033：若模拟风速小于理论额定风速、且大于或等于理论切入风速，则获取空气密度、叶轮扫风面积以及最大功率系数；
当将模拟风速与理论切入风速和理论额定风速进行分析比较的结果为模拟风速小于理论额定风速、且大于或等于理论切入风速，则说明风电机组处于进入正常工作状态前期，因此，为了获取准确的模拟功率，则获取此时的空气密度、叶轮扫风面积和最大功率系数。
S2034：根据公式确定模拟功率；其中，Psim_t为模拟功率，ρ为空气密度，Vsim为模拟风速，A为叶轮扫风面积，Cp,max为最大功率系数。
在获取到空气密度、叶轮扫风面积和最大功率系数之后，可以利用上述公式确定与模拟风速相对应的模拟功率，从而有效地保证了模拟功率确定的稳定可靠性。
S204：根据概率密度对模拟功率进行修正，获取修正模拟功率；
本实施例对于根据概率密度对模拟功率进行修正，获取修正模拟功率的具体实现过程不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，较为优选的，将根据概率密度对模拟功率进行修正，获取修正模拟功率设置为具体包括：
根据公式Psim,i＝∑Psim_t·normpdf(Vsim,Vi,σ)对模拟功率进行修正，获取修正模拟功率；其中，Psim,i为修正模拟功率，Psim_t为模拟功率，normpdf(Vsim,Vi,σ)为与模拟风速相对应的概率密度，Vsim为模拟风速，Vi为在预设的bin内设置的参考风速，σ为预先设置的置信因子。
S205：根据修正自由流风速和修正模拟功率确定修正自由流风速与修正模拟功率的对应关系。
由于模拟功率是与模拟风速相对应的，而模拟风速时通过该修正自由流风速与输出功率的对应关系生成的，因此，模拟风速与修正自由流风速相对应，因此，在获取到修正模拟功率之后，可以利用修正自由流风速和修正模拟功率确定修正自由流风速与修正模拟功率的对应关系，从而有效地提高了修正自由流风速与修正模拟功率的对应关系获取的准确可靠性，相类似的，该对应关系包括以下至少之一：风速功率曲线、功率系数曲线、风速功率矩阵和风速功率偏差矩阵；更为优选的，将修正自由流风速与修正模拟功率的对应关系设置为风速功率矩阵和风速功率偏差矩阵。
需要注意的是，步骤S20211与步骤S20213、步骤S20214没有执行顺序，即步骤S20211可以在步骤S20213、步骤S20214中的任意一个步骤之前或之后执行；同理，步骤S20212与步骤S20213、步骤S20214没有执行顺序。
本实施例提供的风电机组功率特性评估方法，通过获取模拟风速，并确定与模拟风速相对应的模拟功率，通过对模拟功率进行修正，获取到修正模拟功率，从而可以准确地获取到修正自由流风速和修正模拟功率对应关系，进一步提高了风电机组功率特性评估的精确度，保证了该评估方法使用的准确可靠性。
图6为本发明又一实施例提供的一种风电机组功率特性评估方法的流程示意图；在上述实施例的基础上，继续参考附图1-6可知，为了进一步提高该评估方法的实用性，在根据修正自由流风速和修正模拟功率确定修正自由流风速与修正模拟功率的对应关系之后，并且在上述对应关系包括功率系数曲线和风速功率曲线时，将方法设置为还包括：
S301：根据修正自由流风速与修正模拟功率的对应关系获取额定修正功率系数、理论额定修正功率、风切入修正风速；
本实施例中获取风切入修正风速的具体实现过程与上述实施例中步骤S202中根据风速功率曲线和功率系数曲线获取理论切入风速的具体实现过程相似，具体可参考上述陈述内容，在此不再赘述；另外，在获取到修正自由流风速与修正模拟功率的对应关系之后，可以利用功率系数曲线和风速功率曲线确定额定修正功率系数和理论额定修正功率；当然的，本领域技术人员还可以采用其他的方式来获取额定修正功率系数、理论额定修正功率、风切入修正风速，在此不再赘述。
S302：根据功率系数曲线获取理论功率系数；
S303：根据理论功率系数、额定修正功率系数、理论额定功率、理论额定修正功率、风切入风速、风切入修正风速判断修正自由流风速与修正模拟功率的对应关系合理性。
进一步的，将根据理论功率系数、额定修正功率系数、理论额定功率、理论额定修正功率、风切入风速、风切入修正风速判断修正自由流风速与修正模拟功率的对应关系的合理性设置为具体包括：
S3031：若根据理论功率系数、额定修正功率系数、理论额定功率、理论额定修正功率、风切入风速、风切入修正风速满足以下条件，则确认修正自由流风速与修正模拟功率的对应关系合理；其中，a<0.1％·Psim,rated，b<0.5，c<0.01，Prated为理论额定功率，Psim,rated为理论额定修正功率，Vcutin为风切入风速，Vsim,cutin为风切入修正风速，CP为理论功率系数，Csim,P为额定修正功率系数。
通过上述过程，可以有效地判断修正自由流风速与修正模拟功率的对应关系是否合理，若不合理，则可以继续重复上述步骤操作，重新获取到新的修正自由流风速与修正模拟功率的对应关系，并再次检验修正自由流风速与修正模拟功率的对应关系的合理性，直到修正自由流风速与修正模拟功率的对应关系满足预先设置的合理性要求即可；在确定修正自由流风速与修正模拟功率的对应关系合理之后，可以根据所获得的风速-功率对应关系可以对风电机组的年发电量进行估算，并可以确定风电机组功率年发电量的不确定度，并且还根据风速-功率对应关系对风电机组的运行状态进行分析判断，具体的，将该风速-功率曲线与标准功率曲线进行分析对比，以尽量发现实际运行中与设计时的不同及其产生偏差的原因，有利于促进风电机组的发展。
本技术方案提供的评估方法，可以准确评估风电机组的功率输出以及发电量及能量可利用率；并且还可以准确评估风电机组的运行状况，有利于促进风电机组的发展和进步，进而保证了该评估方法的实用性，有利于市场的推广与应用。
图7为本发明实施例提供的一种风电机组功率特性评估装置的结构示意图，参考附图7可知，本实施例提供了一种风电机组功率特性评估装置，包括：
划分模块1，按照预设的划分规则将风电机组所在区域划分为多个扇区；
获取模块2，获取每个扇区中的风电机组的自由流风速和与自由流风速相对应的输出功率；
进一步的，本实施例对于获取模块2获取每个扇区中的风电机组的自由流风速的实现过程不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，较为优选的，在获取每个扇区中的风电机组的自由流风速的采集装置中已建立CFD模型时，将获取模块2设置为具体：
获取每个扇区中的机舱风速、环境湍流强度、入流角、风电机组的偏航角度以及预设的传递矩阵和传递常数；
根据公式Vfree＝A[Vnacelle,TIambient,λ,β]+B确定自由流风速；其中，Vfree为自由流风速，Vnacelle为机舱风速；TIambient为环境湍流强度；λ为入流角；β为风机的偏航角度；A,B分别为预先设置的CFD模型结果中经过人工神经网络训练得到的传递矩阵和常数。
在获取每个扇区中的风电机组的自由流风速的采集装置中未建立CFD模型时，将获取模块2设置为具体：
获取每个扇区中的自由流风速bini的平均值和bini+1的平均值、机舱风速、机舱风速bini的平均值及bini+1的平均值；
根据公式确定自由流风速；其中，Vfree为自由流风速，Vnacelle为机舱风速；vfree,i、vfree,i+1为Vfree所在雷达或测风塔所测风速bini的平均值及bini+1的平均值；vnacelle,i、vnacelle,i+1为Vnacelle所在机舱风速bini的平均值及bini+1的平均值。
风速修正模块3，按照预设的风速修正策略对自由流风速进行修正，获得修正自由流风速；
本实施例对于风速修正模块3按照预设的风速修正策略对自由流风速进行修正的具体实现过程不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，较为优选的，将风速修正模块3设置为具体：
获取标准空气密度和预设时间分辨率内的空气密度；
根据公式对自由流风速进行修正，获得第一修正风速；其中，Vn为第一修正风速，Vfree为自由流风速，ρt为预设时间分辨率内的空气密度，ρ0为标准空气密度。
具体的，由于第一修正风速只是对自由流风速进行修正的中间参数而言，因此，为了获取到修正自由流风速，将风速修正模块3设置为：
在获取第一修正风速之后，获取风电机组的轮毂高度、每个扇区的各个风电机组的高度和预设的风切变指数；
根据公式对第一修正风速进行修正，获得第二修正风速；其中，Vi为第二修正风速，Vn为第一修正风速，H为轮毂高度，zi为各个风电机组的高度，α风切变指数。
进一步的，由于第二修正风速也只是对自由流风速进行修正的中间参数而言，因此，为了获取到修正自由流风速，将风速修正模块3设置为：
在获得第二修正风速之后，沿垂直于地面的方向上，将风电机组的叶轮面按照预设的间距等分为多段，获取风电机组中的每段叶轮面的面积和风电机组的叶轮扫风面积；
根据公式对第二修正风速进行修正，获得叶轮等效风速；其中，Ai为每段叶轮面的面积，A为叶轮扫风面积，Vi为第二修正风速，Veq为叶轮等效风速。
需要说明的是，该实施例中的叶轮等效风速即为修正自由流风速。
确定模块4，根据修正自由流风速和输出功率确定修正自由流风速与输出功率的对应关系。
本实施例对于修正自由流风速与输出功率的对应关系的具体类型不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，较为优选的，将修正自由流风速与输出功率的对应关系设置为包括一下至少之一：风速功率曲线、功率系数曲线、风速功率矩阵和风速功率偏差矩阵。
其中，本实施例对于划分模块1、获取模块2、风速修正模块3以及确定模块4的具体形状结构不做限定，本领域技术人员可以根据其实现的功能作用对其进行任意设置，在此不再赘述；另外，本实施例中划分模块1、获取模块2、风速修正模块3以及确定模块4所实现的操作步骤的具体实现过程以及实现效果与上述实施例中步骤S101-S104、S1021-S1024和S1031-S1036的具体实现过程以及实现效果相同，具体可参考上述陈述内容，在此不再赘述。
本实施例提供的风电机组功率特性评估装置，通过划分模块1按照一定的地形因素或者环境因素将风电机组所在区域划分为多个扇区，并利用风速修正模块3按照预设的风速修正策略对每个扇区中的自由流风速进行修正，获得修正自由流风速，从而有效地克服了现有技术中存在的未能将上述地形、地表植被、大气稳定程度等因素影响体现于评估结果中的缺陷，进而使得获取的修正自由流风速与输出功率的对应关系更加准确可靠性，有效地提高了该功率特性评估装置的实用性，有利于市场的推广与应用。
在上述实施例的基础上，继续参考附图7可知，为了进一步提高修正自由流风速与输出功率的对应关系获取的准确可靠性，在修正自由流风速与输出功率的对应关系包括风速功率曲线和功率系数曲线时，将获取模块2还设置为：
在根据修正自由流风速和输出功率确定修正自由流风速与输出功率的对应关系之后，根据风速功率曲线生成模拟风速，并获取模拟风速的概率密度，概率密度服从正态分布；并根据风速功率曲线和功率系数曲线获取理论切入风速、理论切出风速和理论额定风速；
其中，本实施例对于获取模块2根据风速功率曲线和功率系数曲线获取理论切入风速、理论切出风速和理论额定风速的具体实现过程不做限定，较为优选的，将获取模块2设置为具体：
根据功率系数曲线确定最大功率系数，根据风速功率曲线确定风切入功率、理论额定功率、风切出功率；
获取预设时间分辨率内的空气密度和风电机组的叶轮扫风面积；
根据最大功率系数、风切入功率、空气密度和叶轮扫风面积确定理论切入风速；根据最大功率系数、理论额定功率、空气密度和叶轮扫风面积确定理论额定风速；并根据最大功率系数、风切出功率、空气密度和叶轮扫风面积确定理论切出风速。
进一步的，将获取模块2具体设置为：
在风速功率曲线中获取最大理论功率；
将最大理论功率确定为理论额定功率。
更进一步的，将获取模块2具体设置为：
在风速功率曲线上获取大于0.1倍的理论额定功率的所有功率值；
将所有功率值中最小的功率值确定为风切入功率。
再一步的，将获取模块2具体设置为：
根据公式确定理论额定风速；其中，Vrated为理论额定风速，Prated为理论额定功率，ρ为空气密度，A为叶轮扫风面积，Cp,max为最大功率系数。
装置还包括：
判断模块5，根据理论切入风速、理论切出风速和理论额定风速对模拟风速进行分析判断，根据判断结果确定与模拟风速相对应的模拟功率；
本实施例对于判断模块根据判断结果确定与模拟风速相对应的模拟功率的具体实现过程不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，较为优选的，将判断模块5具体设置为：
若模拟风速小于理论切入风速，或者，模拟风速大于或等于理论切出风速，则确定与模拟风速相对应的模拟功率为0；
若模拟风速小于理论切出风速、且大于或等于理论额定风速，则获取理论额定功率，并将理论额定功率确定为与模拟风速相对应的模拟功率；
若模拟风速小于理论额定风速、且大于或等于理论切入风速，则获取空气密度、叶轮扫风面积以及最大功率系数；
根据公式确定模拟功率；其中，Psim_t为模拟功率，ρ为空气密度，Vsim为模拟风速，A为叶轮扫风面积，Cp,max为最大功率系数。
功率修正模块6，根据概率密度对模拟功率进行修正，获取修正模拟功率；
具体的，将功率修正模块6具体设置为：
根据公式Psim,i＝∑Psim_t·normpdf(Vsim,Vi,σ)对模拟功率进行修正，获取修正模拟功率；其中，Psim,i为修正模拟功率，Psim_t为模拟功率，normpdf(Vsim,Vi,σ)为与模拟风速相对应的概率密度，Vsim为模拟风速，Vi为在预设的bin内设置的参考风速，σ为预先设置的置信因子。
确定模块4，根据修正自由流风速和修正模拟功率确定修正自由流风速与修正模拟功率的对应关系。
其中，本实施例对于判断模块5和功率修正模块6的具体形状结构不做限定，本领域技术人员可以根据其实现的功能作用对其进行任意设置，在此不再赘述；另外，本实施例中获取模块2、确定模块4、判断模块5和功率修正模块6所实现的操作步骤的具体实现过程以及实现效果与上述实施例中步骤S201-S205、S2021-S1023、S20211-S20214、S20231、S2031-S2034的具体实现过程以及实现效果相同，具体可参考上述陈述内容，在此不再赘述。
本实施例提供的风电机组功率特性评估装置，通过获取模块2获取模拟风速，并确定与模拟风速相对应的模拟功率，通过功率修正模块6对模拟功率进行修正，获取到修正模拟功率，从而可以准确地获取到修正自由流风速和修正模拟功率对应关系，进一步提高了风电机组功率特性评估的精确度，保证了该评估装置使用的准确可靠性。
在上述实施例的基础上，继续参考附图7可知，为了进一步提高该评估装置的实用性，本实施例将获取模块2和判断模块5设置为可以执行以下步骤，具体的，
获取模块2，在根据修正自由流风速和修正模拟功率确定修正自由流风速与修正模拟功率的对应关系之后，根据修正自由流风速与修正模拟功率的对应关系获取额定修正功率系数、理论额定修正功率、风切入修正风速；并根据功率系数曲线获取理论功率系数；
判断模块5，还根据理论功率系数、额定修正功率系数、理论额定功率、理论额定修正功率、风切入风速、风切入修正风速判断修正自由流风速与修正模拟功率的对应关系合理性。
进一步的，将判断模块5具体设置为：
若根据理论功率系数、额定修正功率系数、理论额定功率、理论额定修正功率、风切入风速、风切入修正风速满足以下条件，则确认修正自由流风速与修正模拟功率的对应关系合理；
其中，a<0.1％·Psim,rated，b<0.5，c<0.01，Prated为理论额定功率，Psim,rated为理论额定修正功率，Vcutin为风切入风速，Vsim,cutin为风切入修正风速，CP为理论功率系数，Csim,P为额定修正功率系数。
本实施例中获取模块2和判断模块5所实现的操作步骤的具体实现过程以及实现效果与上述实施例中步骤S301-S303、S3031的具体实现过程以及实现效果相同，具体可参考上述陈述内容，在此不再赘述。
本技术方案提供的评估装置，可以准确评估风电机组的功率输出以及发电量及能量可利用率；并且还可以准确评估风电机组的运行状况，有利于促进风电机组的发展和进步，进而保证了该评估装置的实用性，有利于市场的推广与应用。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，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单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
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。