均无法按30~50m的最小水平分辨率进行网格划分，这是因为特定内存的计算机所容 许的总网格计算量是确定的，多风向并行运算时各风向上允许计算的网格数量会进行均匀 分配，但这种均匀分配在风较少风向上是不必要的，尤其当单个风向的网格数量超过容许 总网格数量一半时，软件则无法进行多风向并行运算。
[0030] 如图2所示为最小水平分辨率对考虑尾流后的总发电量影响，关于主风向上最 小水平分辨率Li的选取，复杂地形采用等步长划分网格时最小水平分辨率建议选用 3〇~ 50m，基于风向频率的网格划分方法由于可更合理地利用计算机资源，因此主风向上的最小 水平分辨率可选取更小值。建议一般情况下主风向上的最小水平分辨率选用20~50m，特 殊情况下可选取10~20m，比如主风向地形特别复杂导致的该风向计算不收敛。一般地形 时主风向的最小水平分辨率建议选取50~70m。具体的地形判定标准可根据需要自行设 定。
[0031] 步骤5中，假设任一风向的最小水平分辨率为LX，CFD软件总的网格生成区域尺寸 为a，用户定义的重点分析区域尺寸为b，各风向上定义的重点区域网格点数Nhl，则：
[0032] 主风向上定义的重点区域网格点数Nhl为：
[0033] Nhl= (b/Li)2 (1)
[0034] 其他任一风向上定义的重点区域网格点数Nhx为：
[0035] Nhx= (b/Lx)2 (2)
[0036] 假定CFD软件网格生成区域里的总网格数队和用户定义的重点区域网格数Nhl具 有一定比例关系，比例系数为k，此比例系数与总网格生成区域和用户定义区域的面积之比 (a/b)2有关，对同一工程项目k为定值，则各风向上总网格数Ni为：
[0037] N:=k(b/L:)2 (3)
[0038] Nx=k(b/Lx)2 (4)
[0039] 工程项目的风向频率和主风向通常已知，通过选定主风向上的最小水平分辨率 Q，利用主风向和任一风向上的总网格数之比等于这两个风向相应的风向频率之比，即可 求得各风向上所需要的最小水平分辨率Lx。若主风向与任一风向的风向频率之比为m，则有
[0040] m (5)
[0041] 将式（3、4)代入式（5)可得，
[0042] 4 = v^i (6)
[0043] 除了主风向外的任一风向上的最小水平分辨率Lx可根据上式计算确定，但有时 根据上式计算所得的Lx较大，为了较精确地考虑这些风向上地形因素的影响，优选，步骤5 中，根据推导的公式计算其他风向最小水平分辨率，并判断各风向最小水平分辨率计算值 的合理性，使得总网格点数玫瑰图尽量与风向玫瑰图保持一致。当某一风向最小水平分辨 率计算值大于设定值L。时，取该风向最小水平分辨率为L。。一般情况下，可取L。等于100m， 若Lx的计算值大于100m时，L 100m;特殊情况下（地形特别复杂时），可取L。等于70m， 若Lx的计算值大于70m时，L及70m。
[0044] 采用基于风向频率的网格划分方法，CFD软件在各风向上划分的总网格数目与风 的分布基本吻合。主风向的最小水平分辨率越小，软件总网格点数玫瑰图与风向玫瑰图越 一致。CFD软件按照不同风向计算得到的最小水平分辨率进行网格划分，据此进行风资源评 估。本发明的网格划分方式与工程项目的风分布相一致，可更加合理地利用计算机资源，提 高计算效率，同时计算结果十分可靠，对于风电场区域分布较大或主风向特别明显的复杂 地形尤为适用：对风电场区域较大、风机布置较分散的复杂地形可适用多风向并行计算，提 高计算效率；对主风向特别明显的复杂地形，可以避免在风较少风向上的冗余计算，大大缩 短计算时间。
[0045] 以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发 明说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关 的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种基于风向频率的风资源网格划分方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1、获取测风数据，包括风速数据和风向数据； 步骤2、计算风向频率并绘制风向玫瑰图； 步骤3、确定主风向； 步骤4、确定主风向最小水平分辨率Z1; 步骤5、根据主风向和任一风向上的总网格数之比等于这两个风向相应的风向频率之 比，求得各风向上的最小水平分辨率； 步骤6、按照不同风向计算得到的最小水平分辨率进行网格划分。2. 根据权利要求1所述的一种基于风向频率的风资源网格划分方法，其特征在于，步 骤4中，根据场地复杂程度确定主风向最小水平分辨率A。3. 根据权利要求2所述的一种基于风向频率的风资源网格划分方法，其特征在于，对 于复杂地形A选用20~50m，否则，Z1选用50~70m。4. 根据权利要求2所述的一种基于风向频率的风资源网格划分方法，其特征在于，对 于复杂地形A选用l〇~20m，否则，Z1选用50~70m。5. 根据权利要求1所述的一种基于风向频率的风资源网格划分方法，其特征在于，步 骤5中，根据推导的公式计算其他风向最小水平分辨率，并判断各风向最小水平分辨率计 算值的合理性，使得总网格点数玫瑰图与风向玫瑰图保持一致。6. 根据权利要求5所述的一种基于风向频率的风资源网格划分方法，其特征在于，当 某一风向最小水平分辨率计算值大于设定值/〇时，取该风向最小水平分辨率为/〇。7. 根据权利要求6所述的一种基于风向频率的风资源网格划分方法，其特征在于，Z0 的取值为70m或100m。
【专利摘要】本发明公开了一种基于风向频率的风资源网格划分方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、获取测风数据，包括风速数据和风向数据；步骤2、计算风向频率并绘制风向玫瑰图；步骤3、确定主风向；步骤4、确定主风向最小水平分辨率<i>L</i>1；步骤5、根据主风向和任一风向上的总网格数之比等于这两个风向相应的风向频率之比，求得各风向上的最小水平分辨率；步骤6、按照不同风向计算得到的最小水平分辨率进行网格划分。各风向总网格数与主风向的最小水平分辨率和风向频率有关，使得网格划分方式更好地实现人为控制，并与工程项目特性息息相关，既具有较好的工程可靠性，又可更加合理地利用计算机资源，大大提高计算效率。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN105205277
【申请号】CN201510650464
【发明人】袁万, 彭秀芳, 李剑锋, 胡煜, 王磊, 张源, 吉春明
【申请人】中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年10月9日