(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211029456.1 (22)申请日 2022.08.25 (71)申请人 华能国际电力江苏能源开发有限公 司清洁能源分公司 地址 210015 江苏省南京市 鼓楼区燕江路 201号华能江苏 大厦 (72)发明人 施俊佼　姚中原　张宇　严祺慧　 孙捷　胡皓　 (74)专利代理 机构 南京禹为知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 32272 专利代理师 褚晓英 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 17/10(2006.01)G06F 113/06(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种计及风切变的风轮平面 风能估计方法 (57)摘要 本发明公开了一种计及风切变的风轮平面 风能估计方法， 包括： 基于风切变的时空分布特 征建立风切变影 响系数计算模型； 建立风轮平面 风速估计模型并计算计及风切变的风轮平面瞬 时风速； 计算计及风切变的风轮平 面不同高度处 的风能； 本发 明提供的计及风切变的风轮平面风 能估计方法在不同风切变指数下都可对风力机 在不同高度处的风能进行准确估计， 用于指导风 资源评估可提高风能资源评估的准确性和风力 发电机组的经济性。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115495885 A 2022.12.20 CN 115495885 A 1.一种计及风切变的风轮平面 风能估计方法， 其特 征在于， 包括： 基于风切变的时空分布特 征建立风切变影响系数计算模型； 建立风轮平面 风速估计模型并计算计及风切变的风轮平面瞬时风速； 计算计及风切变的风轮平面 不同高度处的风能。 2.如权利要求1所述的计及风切变的风轮平面风能估计方法， 其特征在于， 包括： 所述 风切变影响系数计算模型表示 为： 其中， α 为风切变指数， v1和v2表示距离地面高度为z1和z2处的平均风速， Td为风切变因 子时间系数， Te为风切变因子地形系数， H为大气热 稳定度。 3.如权利要求2所述的计及风切变的风轮平面风能估计方法， 其特征在于， 包括： 所述 参数Td、 Te和H的计算模型为： 其中， u*为摩擦速度(m/s)； κ 为卡曼常数， 值为0.4； g为重力加速度(m/s2)； T为空气温度 (℃)； S为 运动热通 量(J/s)； Cp为比热(J/(kg ·℃))； ρ 为空气密度(kg/m3)。 4.如权利要求3所述的计及风切变的风轮平面风能估计方法， 其特征在于， 包括： 所述 参数k根据风机所处地形进行取值， 当地形为平原时k取0、 当地形为丘陵时k取1、 当地形为 山地时k取2。 5.如权利要求4所述的计及风切变的风轮平面风能估计方法， 其特征在于， 所述建立风 轮平面风速估计模型并计算计及风切变的风轮平 面瞬时风速包括： 将风力机整个风轮平面 以f( α )的高度进行分割， 划分成若干 部分， 其中f( α )的计算模型为： 其中， vH和v0表示轮毂高度处的风速和风机基座底部处的风速， zH和z0表示轮毂处和风 机基座底部处的海拔。 6.如权利要求5所述的计及风切变的风轮平面风能估计方法， 其特征在于， 所述建立风 轮平面风速估计模型并计算计及风切变的风轮平面瞬时风速还 包括： 将风力机风轮模型中每f( α )高度部分的面积以矩形面积替代， 则每个小矩形处 的瞬时 风速的计算模型为： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115495885 A 27.如权利要求6所述的计及风切变的风轮平面风能估计方法， 其特征在于， 包括： 将所 述风力机风轮模型中每f( α )高度 部分的面积以矩形面积替代， 则每个小矩形的面积ΔSn的 计算模型为： 其中， L为叶片长度。 8.如权利要求7所述的计及风切变的风轮平面风能估计方法， 其特征在于， 包括： 所述 每个小矩形的平均风能Pn的计算模型为： 其中m为整个风轮平面内的小矩形 数目。 9.如权利要求8所述的计及风切变的风轮平面风能估计方法， 其特征在于， 包括： 整个 风轮平面内的小矩形 数目为： 10.如权利要求9所述的计及风切变的风轮平面风能估计方法， 其特征在于， 包括： 整个 风轮平面内总风能的计算模型为： 权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115495885 A 3