技术特征：
1.一种便于风电场选址的台风风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、风电场范围及历史影响台风的选取确定风电场研究范围及研究范围内的历史台风最佳路径数据集资料作为原始数据资料；s2、参数化台风风场模型将步骤s1风电场附近的历史台风最佳路径数据带入参数化台风风场模型进行数值模拟；s3、台风极端风况关键参数计算及风机选型利用参数化台风风场模型得到的台风中尺度模拟风场(公里级分辨率)，计算风电场台风极端风况关键参数及其概率；s4、台风极端风况最不利情景划分依据风电场附近的步骤s2得到的台风中尺度模拟风场(公里级分辨率)，将区域内的影响台风进行多情景分类；s5、台风大气涡旋cfd(计算流体力学)模式将不同情景的台风中尺度模拟风场带入台风大气涡旋cfd模式进行数值模拟，得到风电场多场景下极端风况的精细化数值模拟风场(米级至十米级分辨率)；s6、风电场台风风险评估将步骤s3得到的台风极端风况关键参数与步骤s5中cfd精细化数值模拟风场进行对比分析，进行风电场台风风险评估。2.如权利要求1所述便于风电场选址的台风风险评估方法，其特征在于，步骤s1中风电场的选取范围定为以风电场为中心划定半径为150km的圆，选取经过该圆范围内且热带气旋强度等级在热带风暴以上的所有台风，并提取该区域内每一个台风的最佳路径数据资料作为原始数据资料。3.如权利要求1所述便于风电场选址的台风风险评估方法，其特征在于，步骤s2中参数化台风风场模型为batts风场模型、yan meng风场模型、shapiro风场模型及ce风场模型中一种。4.如权利要求1所述便于风电场选址的台风风险评估方法，其特征在于，步骤s2由参数化台风风场模型计算得到的风电场150km范围内历史台风中尺度模拟风场格点数据(公里级分辨率)，提取每个模拟台风在风电场每个评估点位上的最大风速，利用极值分布概率模型对极值风速序列进行拟合计算，得出风电场的50年一遇的最大风速；将得到的50年一遇最大风速值与中国国家标准gb/t 31519-2015《台风型风力发电机组》里面机组所能承受的轮毂高度处50年一遇10分钟平均极端风速(v
tref
)进行对比，从而确定风电场需要使用的风力发电机的等级，并完成风电场宏观选址和风机选型。5.如权利要求1所述便于风电场选址的台风风险评估方法，其特征在于，步骤s3采用极值ⅰ型分布进行极值风速拟合计算，得出风电场的50年一遇的最大风速。6.如权利要求1所述便于风电场选址的台风风险评估方法，其特征在于，步骤s4以台风经过风电场时台风中心位置的不同，对选定的台风进行不同情景的划分；情景1：台风经过风电场时，台风中心在风电场目标点的左侧；情景2：台风经过风电场时，台风中心恰好在风电场的中心，或台风中心距离风电场目
标点位置不超过10km；情景3：台风经过风电场时，台风中心在风电场目标点的右侧。7.如权利要求1所述便于风电场选址的台风风险评估方法，其特征在于，步骤s5将步骤s5所划分的3个情景，取每个情景中的所有台风的最大风速和平均风向作为台风大气涡旋cfd模拟的初始值，分别带入台风大气涡旋cfd模式中进行模拟，得到3个不同情景下的台风精细化数值模拟风场；其台风数值计算模型如下：风电场尺度的大气边界层cfd计算模型关注数公里水平范围和数百米、几千米高度范围内的大气边界层流动，主要关注地形、建筑和地表形态对风速分布的影响；台风大气边界层接近中性稳定度，位温为均匀场，视为不可压缩空气的定常流动，不考虑能量方程，雷诺时均动量方程为：式中u
i
为平均风速矢量，ρ为标准大气密度，ν为空气的运动粘度，ν
t
为涡粘系数；p为平均气压但不包括重力引起的垂直静压差，因此式中不考虑重力；ω
j
为地球自转角速度矢量；台风大气涡旋中空气流受到指向台风中心的压差梯度力(径向)和向右的科氏力，这里忽略切向作用力，径向作用力用向心力表示：式中为台风大气涡旋的水平向心力，r为当前位置到台风中心的距离，即计算点的台风半径，t
k
为台风大气涡旋的切向单位矢量，r
i
为径向单位矢量；p
d
是不包括垂直静压差和水平静压差的压力场；涡粘系数ν
t
的计算采用k-ε双方程湍流模型；台风大气边界层掺混剧烈，可视为中性稳定度、位温均匀，k-ε方程不包括位温梯度的影响；定常、不可压缩中性大气的湍动能及其耗散率方程：中性大气的湍动能及其耗散率方程：式中p
k
＝2ν
t
s
ij
s
ij
为湍动能生成速率，σ
k
和σ
ε
分别为湍动能及其耗散率的湍流普朗特数，分别表示湍流动量扩散和湍动能及其耗散率扩散系数的对比；c
1ε
和c
2ε
为模型常数；由k和ε可计算涡粘系数ν
t
＝c
μ
k2/ε，c
μ
为模型常数，在工业流动中，通常根据粗糙管流的测量数据确定；在大气边界层流动中，需要根据实际测风数据标定，模型常数取为c
μ
＝0.036，c
1ε
＝1.21，c
2ε
＝1.92，σ
k
＝1.0，σ
ε
＝1.19。8.如权利要求1所述便于风电场选址的台风风险评估方法，其特征在于，步骤s6提取风电机组点位在3种不同风场情景下cfd模拟所产生的最大风速值；将3个不同情景下风电机组点位处的最大风速值与风力发电机等级中的50年一遇10分钟平均极端风速(v
tref
)值进
行对比，定义其比值系数作为风险系数；以风险系数对风电场进行安全等级评估：若风险系数小于0.5，说明风电场在该情景下的台风风况中是非常安全的；若风险系数在0.5～0.9之间，说明风电场在该情景下的台风风况中是安全的；若风险系数在0.9～1.0之间，说明风电场在该情景下的台风风况中是较为安全的；若风险系数在1.0～1.1之间，说明风电场在该情景下的台风风况中是较为不安全的；若风险系数在1.1～1.2之间，说明风电场在该情景下的台风风况中是不安全的；若风险系数大于1.2，说明风电场在该情景下的台风风况中是非常不安全的。
技术总结
本发明涉及一种便于风电场选址的台风风险评估方法，包括以下步骤：S1、风电场范围及历史影响台风的选取；S2、参数化台风风场模型；S3、台风极端风况关键参数计算及风机选型；S4、台风极端风况最不利情景划分；S5、台风大气涡旋CFD(计算流体力学)模式，将不同情景的台风中尺度模拟风场带入台风大气涡旋CFD模式进行数值模拟，得到风电场多场景下极端风况的精细化数值模拟风场；S6、将步骤S3得到的台风极端风况关键参数与步骤S5中CFD精细化数值模拟风场进行对比分析，进行风电场台风风险评估；解决现有风电场风险评估方法存在未考虑台风这种极端天气条件，无法对台风条件下复杂地形风电机组前期选址提供帮助以及风险评估的问题。电机组前期选址提供帮助以及风险评估的问题。电机组前期选址提供帮助以及风险评估的问题。
技术研发人员：汤胜茗 朱蓉 张晓东 陈佩燕 李永平 余晖 李田田 李玉辉
受保护的技术使用者：国家气候中心 华北电力大学
技术研发日：2022.07.26
技术公布日：2022/10/18