的数目。
[0028]然后，在步骤S2中选定影响风力发电机组布置的多个因素，在本发明的【具体实施方式】中，为了适应于特定的季风气候明显的区域，提出了影响该区域内平坦地形风力发电机组布置的三个关键因素，分别为排列角α，偏移间距比i，纵向间距比j。下面，对这三个因素及其合理取值范围做出具体描述。
[0029]排列角α:每排风机所在面(简称风机排面)的垂直线与主导风向的夹角，在本实施例中，整个风电场设定为同一值，当然也可对于每一排取不同的值。取完全重合为起始点(例如图2所示，表示垂直线的点划线与主导风向为同一方向)，定义为0°，所述垂直线相对于主导风向为逆时针时的夹角定义为正值，顺时针时的夹角定义为负值。图2给出了示例，如图2所示，其他两种不同的主导风向(倾斜向上和向下的箭头)分别与该垂直线有着夹角，其中对于倾斜向上的箭头来说，所述垂直线相对于主导风向顺时针转动，这时的夹角α为负值，对于倾斜向下的箭头来说α为正值。
[0030]偏移间距比1:偶数排风机排面相对于前一排奇数排风机排面偏移的距离占所述偶数排中两个相邻的风力发电机组间距的比例。其中，奇数排风机排面(例如第a排)不发生偏移即作为基准，相邻的偶数排风机排面(例如第a+Ι排)相对于第a排风机排面发生偏移。当没有偏移时所述偏移间距比i为0，而当偶数排风机排面相对于奇数排风机排面向逆时针偏移时偏移间距比i为正值，向顺时针偏移时为负值。在一个实施例中，同一排中所有相邻的风力发电机组皆为等间距排列，即图2所示的第一排风机的间距(L1-L5)相等，当然，偶数排内风机间距也相等，这是因为在【背景技术】中已经提到，在季风气候明显区域中，垂直于风向的风机间距可以设置为固定值，因为它对发电量的影响有限，可不做进一步优化。例如，如图2所示，第二排风机的排面相对于第一排风机的排面向下(顺指针)偏移了距离Lp，那么所述偏移间距比i = -Lp/Ljo根据一个实施例，各偶数排风机排面偏移的方向一致。当然，对于每一个偶数排的风机排面来说，其相对于前面一排的奇数排风机排面的偏移间距比都可不同，这不仅取决于两者的偏移间距，还取决于该偶数排风机自身的风机排布间距。使用这一参数，同时考虑了偶数排相对于前排的偏移位置以及风机间间距，能够非常灵活地对步骤I所确定的风机排布做出进一步地优化，而且通过实验发现，这一参数的选择能够带来预料不到的技术效果，以此参数得到的最优风机布置能够获得非常高效的发电量。
[0031]纵向间距比j:风电场顺着主导风向相邻的两个风机排面间距的比例。即j = DcVD。，其中c = I?m-2，m为排面的最大命名号，即排面的总数，D。为第c排面与第c+Ι排面之间的间距。
[0032]同一排风力发电机组间的间距L:是指同一排中两个风力发电机组中心间的距离，其取值应满足同一排中风力发电机组的数量减一与间距的乘积小于风电场的垂直主导风向的长度值。
[0033]对于每个因素分别取3个水平值，所述水平值的取值范围为:
[0034]α的取值范围为-45。?45。；
[0035]i取值范围为-1.0?1.0 ;
[0036]j取值范围为0.5?2.0。
[0037]本发明中符号“?”表示的范围包含了端值。
[0038]下面执行步骤S3，根据步骤2选定的三个影响因素(排列角α、偏移间距比i以及纵向间距比j)及其合理取值范围构建正交实验工程计算出相应的电量，即根据为每个因素所取的多个值构建正交实验表，并计算出与该表的各个条目相对应的发电量，得到正交实验结果。例如，构建出的正交实验表如图3所示，最后一列为计算出的与该表的各个条目相对应的发电量。图3仅仅给出了一个示例，其中α、i和j对于整个风电场都是一样的，但在其他实施例中，对于α、i和j来说，可以针对不同排设置不同的值，所列出的正交实验表相对于图3来说是更为复杂的，只不过为了说明和简洁的目的，使用图3的简化图进行介绍。
[0039]接下来，执行步骤S4，对步骤3得到的正交实验结果进行数据分析，确定三个影响因素的最佳取值，该分析过程为通用的正交实验数据分析过程，共包括三个方面:
[0040]1:直观分析
[0041]对于得出的发电量对排列角α，偏移间距比i，纵向间距比j这3个因素进行直观分析，分别得出对应于每个因素不同水平的影响程度，据此可以得出对于单个最优因素的组合。
[0042]2:交互分析
[0043]交互分析就是为了分析两个因素的组合的效果，因为可能会有单个的因素的水平不是最优的，但是两个因素的两个水平的组合会效果更好。根据得出的发电量对排列角α，偏移间距比i，纵向间距比j这3个因素两两分别分析，得出其影响程度，并和直观分析出的结果进行比较。
[0044]3:方差分析
[0045]由于各个因素对于结果都有影响，根据以上的分析结果，只能得出对应于一个或两个因素的不同水平的先后影响顺序，通过方差分析则可得出各因素水平综合的影响程度。
[0046]最后，执行步骤S5，综合各影响因素的最佳取值，得出最优布置方案。综合上述过程则可以确定对于发电量的计算影响最显著的各因素的水平组合U，i，j)就是优化的最终结果。
[0047]本方案针对季风明显区域的气候特征提出了具有实质性改变的评价因子，经过实验发现，通过本发明的方法优化后的风力发电机组布置方式发电量更高，尾流更小，风力发电机组相互间的影响更小，风力发电机组所承受的荷载更小，运行寿命更长。
[0048]本文所提出的上述具体实现方式仅为示例性的，并不作为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员可根据具体情况对上述实现方式做出相应调整和改变，这些调整和改变也落入本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种季风气候明显区域的平坦地形风力发电机组优化布置方法，其特征在于，该方法包括: 步骤SI，获取风电场的原始资料，包括地理信息和风资源信息；首先根据所述地理信息确定风电场的范围并根据风电场的范围确定风力发电机组的排列数，以使得风电场的范围内的风力发电机组数目多于或等于需要的数目；根据所述地理信息获得当地的风资源信息，以便计算风电场的发电量； 步骤S2，确定影响季风气候明显的区域中平坦地形风机优化布置的三个影响因素及所述影响因素的合理取值范围，所述影响因素包括排列角α、偏移间距比i以及纵向间距比j ; 步骤S3，根据步骤S2确定的影响因素及所述合理取值范围构建正交实验工程并计算相应的发电量，具体包括根据为每个影响因素在其合理取值范围内取的多个值构建正交实验表，并计算对应于每个正交实验条目的电量； 步骤S4，对步骤S3得出的正交实验结果进行相关统计分析，确定所述影响因素的最佳取值； 步骤S5，根据步骤4中确定的影响因素的最佳取值，得出最优的风电场风力发电机组布置方案。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于: 在所述步骤SI中，确定顺着主导风向依次排列的多排风机，分别为第I排风机、第2排风机、……、第m排风机，以及每排风机所包括的多台风机，并确定每排风机中相邻两台风机之间的间距。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于: 所述排列角α为每排风机所在面即风机排面的垂直线与主导风向的夹角，当所述垂直线相对于主导风向为逆时针时的所述排列角为正值，为顺时针时所述排列角为负值； 所述偏移间距比i为偶数排风机排面相对于前一排奇数排风机排面偏移的距离占所述偶数排中两个相邻的风力发电机组间距的比例，当偶数排风机排面相对于奇数排风机排面向逆时针偏移时偏移间距比i为正值，向顺时针偏移时为负值； 所述纵向间距比j为风电场顺着主导风向相邻的两个风机排面间距的比例。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，其中: 步骤S2还包括，确定排列角α、偏移间距比i和纵向间距比j的合理取值范围，并从合理取值范围内为每个因素取多个值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于: 排列角α的取值范围为-45°?45° ; 偏移间距比i的取值范围为-1.0?1.0 ; 纵向间距比j的取值范围为0.5?2.0 ; 其中符号“?”表示的范围包含了端值。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于: 步骤S4包括: 直观分析，对于得出的发电量结果对排列角α、偏移间距比i和纵向间距比j进行直观分析，分别得出对应于每个影响因素不同值的影响程度，据此得出对于单个最优影响因素的组合； 交互分析，根据得出的发电量对排列角α、偏移间距比i和纵向间距比j两两分别分析，得出相应的影响程度，并和直观分析出的结果进行比较； 方差分析，得出各因素综合的影响程度。7.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于: 所述排列角α、偏移间距比i以及纵向间距比j对于整个风电场是统一值。8.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于: 所述排列角α、偏移间距比i以及纵向间距比j对于整个风电场不是统一值，即对于每排风机来说具有相应的排列角α，对于每个偶数排风机来说具有相应的偏移间距比i，对于相邻风机排面间间距具有相应的纵向间距比j。
【专利摘要】提出了一种季风气候明显区域的平坦地形风力发电机组优化布置方法，属于风机优化布置技术领域，所述方法包括：获取风电场的原始资料，根据获得的所述地理信息确定风电场的范围并根据风电场的范围确定风力发电机组的排列数；确定影响季风气候明显的区域中平坦地形风机优化布置的三个影响因素即排列角α、偏移间距比i以及纵向间距比j及所述影响因素的合理取值范围；根据得出的正交实验结果进行相关统计分析，确定所述影响因素的最佳取值以得出最优的风电场风力发电机组布置方案。本方法解决了如何通过提取更全面的影响风力发电机组布置的主要因素来获得适于季风气候明显地区风机布置的技术问题。
【IPC分类】G06Q10/04, G06Q50/06
【公开号】CN104966131
【申请号】CN201510323668
【发明人】韩晓亮, 彭怀午, 赵春刚, 苏婧
【申请人】内蒙古电力勘测设计院有限责任公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月12日