风力发电机组的筛选方法及装置与流程

本公开总体说来涉及风电，更具体地讲，涉及一种风力发电机组的筛选方法及装置。

背景技术：

1、风力发电机组(以下，也简称为机组)是一种把流动空气中的风能转换为电能的装置，机组吸收空气中部分能量并施加扰动后，会在机组的下游形成受机组影响的尾流区，相对于自由来流，尾流区中空气速度减小、湍流度增大。风电场中的机组会受到附近其他机组尾流的影响，造成发电量损失，也会增大疲劳载荷，影响机组的使用寿命。

2、可通过尾流控制(wake control)减小风电场中尾流的不利影响，具体地，可通过改变风电场中部分机组运行状态(如桨距角、偏航角度等)，使下风向机组受上风向机组尾流影响程度降低。

3、考虑到地形条件、经济性等方面，可从机组中挑选少部分(例如10％)机组作为应用于尾流控制的旗舰机组，以基于旗舰机组的测风数据，控制旗舰机组所代表的多台机组(例如，可以是某个编组或全场机组)的运行状态。

4、通常由研发人员手动选取旗舰机组，旗舰机组的选取效果及选取效率还有待提高。

技术实现思路

1、本公开的示例性实施例在于提供一种风力发电机组的筛选方法及装置，其能够自动筛选出适合的应用于机群尾流控制的旗舰机组，以提高机群的尾流控制效果。

2、根据本公开实施例的第一方面，提供一种风力发电机组的筛选方法，所述筛选方法包括：基于目标机群的外围机组，确定针对每个风向扇区的候选机组；确定每台候选机组的测量风向范围，其中，每台候选机组的测量风向范围为所述候选机组不受其他机组尾流影响的风向范围；基于各风向扇区及针对各风向扇区的各台候选机组的测量风向范围，从针对各风向扇区的候选机组中确定旗舰机组；基于各台旗舰机组的测量风向范围，确定各台旗舰机组的控制风向范围；其中，在风向属于任一旗舰机组的控制风向范围的情况下，所述任一旗舰机组测量的风特征参数用于所述目标机群的尾流控制。

3、可选地，基于目标机群的外围机组，确定针对每个风向扇区的候选机组的步骤包括：按照各个风向扇区的划分方式，对所述目标机群所在的区域进行划分，得到与每个风向扇区对应的扇形区域；将与每个风向扇区对应的扇形区域中的外围机组，作为针对每个风向扇区的候选机组。

4、可选地，确定每台候选机组的测量风向范围的步骤包括：将所述目标机群处的风资源数据、所述目标机群中各台机组的排布信息、所述目标机群的机型运行参数，输入用于模拟尾流效应的尾流仿真分析模型，得到各台机组在各组风特征参数下的尾流特征参数；基于各台机组在各组风特征参数下的尾流特征参数，确定每台候选机组不受其他机组尾流影响的风向范围，作为每台候选机组的测量风向范围；其中，所述尾流特征参数为用于表征尾流影响情况的参数。

5、可选地，所述尾流特征参数包括以下项之中的至少一项：尾流影响后的湍流强度、尾流影响后的风剪切值、因尾流带来的风速亏损、尾流的影响距离、尾流的覆盖范围；和/或，所述机型运行参数包括以下项之中的至少一项：风能利用系数曲线、推力系数曲线、诱导因子；和/或，所述风特征参数除包括风向和风速之外，还包括以下项之中的至少一项：湍流强度、风剪切值。

6、可选地，基于各风向扇区及针对各风向扇区的各台候选机组的测量风向范围，从针对各风向扇区的候选机组中确定旗舰机组的步骤包括：针对每个风向扇区，将针对所述风向扇区的各台候选机组中测量风向范围与所述风向扇区的重合情况满足预设条件的候选机组，确定为旗舰机组。

7、可选地，基于各台旗舰机组的测量风向范围，确定各台旗舰机组的控制风向范围的步骤包括：针对测量风向范围存在交叉扇区的任意两台旗舰机组，从所述交叉扇区中选择一个风向分割点作为所述任意两台旗舰机组的控制风向范围的分界点；基于每台旗舰机组的控制风向范围的分界点，确定所述旗舰机组的控制风向范围。

8、可选地，在所述目标机群所在的区域中，所述风向分割点所代表的风向的风频占比低于预设阈值。

9、可选地，基于各台旗舰机组的测量风向范围，确定各台旗舰机组的控制风向范围的步骤包括：将每台旗舰机组的测量风向范围，确定为所述旗舰机组的控制风向范围；其中，在风向属于多台旗舰机组的控制风向范围的交叉扇区的情况下，所述多台旗舰机组测量的风特征参数的加权和用于所述目标机群的尾流控制。

10、可选地，所述筛选方法还包括：将各台机组在各组风特征参数下的尾流特征参数输入尾流控制寻优模型，得到各台机组在各组风特征参数下的用于实现尾流控制的尾流控制参数；生成用于存储各台机组在各组风特征参数下的尾流特征参数和尾流控制参数的尾流代理模型；其中，所述尾流控制参数包括以下项之中的至少一项：主动偏航角度、叶轮转速、桨距角。

11、可选地，通过下述方式进行所述目标机群的尾流控制：在风向属于任一旗舰机组的控制风向范围的情况下，将所述任一旗舰机组测量的风特征参数输入所述尾流代理模型，得到各台机组在所述测量的风特征参数下的尾流控制参数；基于得到的各台机组的尾流控制参数进行尾流控制。

12、可选地，所述筛选方法还包括：建立每台旗舰机组的尾流特征参数与其他机组的尾流特征参数之间的映射模型。

13、可选地，通过下述方式进行所述目标机群的尾流控制：在风向属于任一旗舰机组的控制风向范围的情况下，将所述任一旗舰机组测量的风特征参数输入所述尾流代理模型，得到所述任一旗舰机组在所述测量的风特征参数下的尾流特征参数；将所述任一旗舰机组的标识信息及尾流特征参数输入所述映射模型，得到其他机组的尾流特征参数；基于得到的各台机组的尾流特征参数，确定各台机组的尾流控制参数；基于确定的各台机组的尾流控制参数进行尾流控制。

14、根据本公开实施例的第二方面，提供一种风力发电机组的筛选装置，所述筛选装置包括：候选机组确定单元，被配置为基于目标机群的外围机组，确定针对每个风向扇区的候选机组；测量风向范围确定单元，被配置为确定每台候选机组的测量风向范围，其中，每台候选机组的测量风向范围为所述候选机组不受其他机组尾流影响的风向范围；旗舰机组确定单元，被配置为基于各风向扇区及针对各风向扇区的各台候选机组的测量风向范围，从针对各风向扇区的候选机组中确定旗舰机组；控制风向范围确定单元，被配置为基于各台旗舰机组的测量风向范围，确定各台旗舰机组的控制风向范围；其中，在风向属于任一旗舰机组的控制风向范围的情况下，所述任一旗舰机组测量的风特征参数用于所述目标机群的尾流控制。

15、可选地，候选机组确定单元被配置为：按照各个风向扇区的划分方式，对所述目标机群所在的区域进行划分，得到与每个风向扇区对应的扇形区域；将与每个风向扇区对应的扇形区域中的外围机组，作为针对每个风向扇区的候选机组。

16、可选地，测量风向范围确定单元被配置为：将所述目标机群处的风资源数据、所述目标机群中各台机组的排布信息、所述目标机群的机型运行参数，输入用于模拟尾流效应的尾流仿真分析模型，得到各台机组在各组风特征参数下的尾流特征参数；基于各台机组在各组风特征参数下的尾流特征参数，确定每台候选机组不受其他机组尾流影响的风向范围，作为每台候选机组的测量风向范围；其中，所述尾流特征参数为用于表征尾流影响情况的参数。

17、可选地，所述尾流特征参数包括以下项之中的至少一项：尾流影响后的湍流强度、尾流影响后的风剪切值、因尾流带来的风速亏损、尾流的影响距离、尾流的覆盖范围；和/或，所述机型运行参数包括以下项之中的至少一项：风能利用系数曲线、推力系数曲线、诱导因子；和/或，所述风特征参数除包括风向和风速之外，还包括以下项之中的至少一项：湍流强度、风剪切值。

18、可选地，旗舰机组确定单元被配置为：针对每个风向扇区，将针对所述风向扇区的各台候选机组中测量风向范围与所述风向扇区的重合情况满足预设条件的候选机组，确定为旗舰机组。

19、可选地，控制风向范围确定单元被配置为：针对测量风向范围存在交叉扇区的任意两台旗舰机组，从所述交叉扇区中选择一个风向分割点作为所述任意两台旗舰机组的控制风向范围的分界点；基于每台旗舰机组的控制风向范围的分界点，确定所述旗舰机组的控制风向范围。

20、可选地，在所述目标机群所在的区域中，所述风向分割点所代表的风向的风频占比低于预设阈值。

21、可选地，控制风向范围确定单元被配置为：将每台旗舰机组的测量风向范围，确定为所述旗舰机组的控制风向范围；其中，在风向属于多台旗舰机组的控制风向范围的交叉扇区的情况下，所述多台旗舰机组测量的风特征参数的加权和用于所述目标机群的尾流控制。

22、可选地，所述筛选装置还包括：尾流控制参数获取单元，被配置为将各台机组在各组风特征参数下的尾流特征参数输入尾流控制寻优模型，得到各台机组在各组风特征参数下的用于实现尾流控制的尾流控制参数；尾流代理模型生成单元，被配置为生成用于存储各台机组在各组风特征参数下的尾流特征参数和尾流控制参数的尾流代理模型；其中，所述尾流控制参数包括以下项之中的至少一项：主动偏航角度、叶轮转速、桨距角。

23、可选地，通过下述方式进行所述目标机群的尾流控制：在风向属于任一旗舰机组的控制风向范围的情况下，将所述任一旗舰机组测量的风特征参数输入所述尾流代理模型，得到各台机组在所述测量的风特征参数下的尾流控制参数；基于得到的各台机组的尾流控制参数进行尾流控制。

24、可选地，所述筛选装置还包括：映射模型生成单元，被配置为建立每台旗舰机组的尾流特征参数与其他机组的尾流特征参数之间的映射模型。

25、可选地，通过下述方式进行所述目标机群的尾流控制：在风向属于任一旗舰机组的控制风向范围的情况下，将所述任一旗舰机组测量的风特征参数输入所述尾流代理模型，得到所述任一旗舰机组在所述测量的风特征参数下的尾流特征参数；将所述任一旗舰机组的标识信息及尾流特征参数输入所述映射模型，得到其他机组的尾流特征参数；基于得到的各台机组的尾流特征参数，确定各台机组的尾流控制参数；基于确定的各台机组的尾流控制参数进行尾流控制。

26、根据本公开实施例的第三方面，提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序被处理器执行时，促使所述处理器执行如上所述的风力发电机组的筛选方法。

27、根据本公开实施例的第四方面，提供一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；存储器，存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，促使所述处理器执行如上所述的风力发电机组的筛选方法。

28、根据本公开的示例性实施例的风力发电机组的筛选方法及装置，能够自动筛选出适合的应用于机群尾流控制的旗舰机组，以提高机群的尾流控制效果，从而能够有效降低机组受到附近其他机组尾流的影响。

29、将在接下来的描述中部分阐述本公开总体构思另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本公开总体构思的实施而得知。