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      風(fēng)電場設(shè)計專家系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號:6427092閱讀:191來源:國知局
      專利名稱:風(fēng)電場設(shè)計專家系統(tǒng)的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及一種專家系統(tǒng),尤其涉及一種風(fēng)電場設(shè)計專家系統(tǒng)。
      背景技術(shù)
      風(fēng)力發(fā)電作為理想的可再生能源和常規(guī)化石能源的替代能源,近年來,在全球得到迅速發(fā)展,中國風(fēng)電裝機容量從2005年開始,連續(xù)5年翻番增長。截止到2010年底,累計裝機容量達(dá)到4200萬千瓦,風(fēng)電裝機總?cè)萘寇S居全球第一。風(fēng)電場設(shè)計將會對風(fēng)電項目未來的運行產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響,風(fēng)電場的設(shè)計從最初的宏觀選址便開始了。目前只有功能單一的風(fēng)資源數(shù)據(jù)處理軟件、風(fēng)電場優(yōu)化和發(fā)電量計算軟件,只能對單一特定原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,尚未有使用既有風(fēng)電場原始技術(shù)參數(shù)和運行實際技術(shù)參數(shù)對新建工程借鑒的綜合處理系統(tǒng)。現(xiàn)有的風(fēng)電場設(shè)計系統(tǒng),功能單一,只能完成單一的數(shù)據(jù)分析和發(fā)電量計算功能,不能結(jié)合新建工程周邊可資借鑒的實際風(fēng)電工程的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和設(shè)計參數(shù)優(yōu)化設(shè)計,無法將已建風(fēng)電場中大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和設(shè)計參數(shù)進(jìn)行歸納、整理和再分析,無法指導(dǎo)新建風(fēng)電場設(shè)計參數(shù)的選擇,無法自動生成滿足《風(fēng)電場工程可行性研究報告編制辦法》(發(fā)改能源[2005]899號)的風(fēng)資源分析和發(fā)電量計算報告。

      發(fā)明內(nèi)容
      為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提出了一種風(fēng)電場設(shè)計專家系統(tǒng),其依托了大量既有風(fēng)電場工程的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、設(shè)計參數(shù)及運行實際數(shù)據(jù),能參考周邊既有風(fēng)電場的設(shè)計經(jīng)驗,優(yōu)化確定出新建風(fēng)電場的最優(yōu)設(shè)計參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明提出的風(fēng)電場設(shè)計專家系統(tǒng)包括既有風(fēng)電場工程測風(fēng)塔數(shù)據(jù)模塊, 用于建立既有風(fēng)電場工程的測風(fēng)塔數(shù)據(jù)表;既有風(fēng)電場工程氣象站數(shù)據(jù)模塊,用于建立既有風(fēng)電工程的氣象站數(shù)據(jù)表;新建工程原始輸入數(shù)據(jù)模塊,用于輸入新建風(fēng)電場工程原始數(shù)據(jù);風(fēng)資源分析模塊,利用新建工程原始輸入數(shù)據(jù)模塊提供的原始數(shù)據(jù),并參照既有風(fēng)電場工程測風(fēng)塔數(shù)據(jù)模塊和既有風(fēng)電場工程氣象站數(shù)據(jù)模塊提供的新建風(fēng)電場附近的多個既有風(fēng)電場的相關(guān)數(shù)據(jù),生成風(fēng)資源分析圖表;風(fēng)電機組數(shù)據(jù)模塊,用于建立風(fēng)電機組數(shù)據(jù)表;風(fēng)電機組選型模塊,根據(jù)風(fēng)資源分析模塊分析得到的風(fēng)資源數(shù)據(jù),采用風(fēng)電機組數(shù)據(jù)模塊提供的風(fēng)電機組數(shù)據(jù),推薦出最優(yōu)風(fēng)電機組機型和排布。根據(jù)本發(fā)明提出的風(fēng)電場設(shè)計專家系統(tǒng)的一個方面,該系統(tǒng)進(jìn)一步包括風(fēng)資源報告生成模塊,自動將固定的公式、圖表和文字填入風(fēng)資源報告的相應(yīng)章節(jié),輸出滿足要求的風(fēng)資源報告;發(fā)電量計算模塊,根據(jù)風(fēng)電機組選型模塊的選型結(jié)果,自動將固定的公式、 圖表和文字填入相應(yīng)的章節(jié),生成滿足要求的風(fēng)電場發(fā)電量分析報告。根據(jù)本發(fā)明提出的風(fēng)電場設(shè)計專家系統(tǒng)的一個方面,該系統(tǒng)進(jìn)一步包括既有風(fēng)電場工程后評估分析模塊,將每個工程的評審意見進(jìn)行歸納整理再提高,將實際已投運工程的發(fā)電量數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納,與可行性研究階段設(shè)計參數(shù)進(jìn)行對比,進(jìn)一步優(yōu)化參數(shù)選擇,改進(jìn)風(fēng)資源分析模塊和風(fēng)電機組選型模塊。
      根據(jù)本發(fā)明提出的風(fēng)電場設(shè)計專家系統(tǒng)的一個方面,所述測風(fēng)塔數(shù)據(jù)表,包括測風(fēng)塔基本信息、測風(fēng)塔逐時原始數(shù)據(jù)以及測風(fēng)塔歷史數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù),其中測風(fēng)塔基本信息包括經(jīng)緯度坐標(biāo)、海拔高度、測風(fēng)各高度、風(fēng)向高度;測風(fēng)塔逐時原始數(shù)據(jù)包括日期、風(fēng)速、 風(fēng)向、氣壓、溫度;測風(fēng)塔歷史數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)包括有效數(shù)據(jù)完整率、各高度風(fēng)速日變化和年變化、各高度年平均風(fēng)速與Weibull分布A值和K值、空氣密度、風(fēng)切變指數(shù)、湍流強度、50 年一遇最大風(fēng)速。根據(jù)本發(fā)明提出的風(fēng)電場設(shè)計專家系統(tǒng)的一個方面,所述氣象站數(shù)據(jù)表,包括氣象站基本信息、氣象站逐時原始數(shù)據(jù)以及氣象站歷史數(shù)據(jù)分析結(jié)果,其中,所述氣象站基本信息包括經(jīng)緯度坐標(biāo)、測風(fēng)高度、海拔高度、遷站信息、測風(fēng)高度變化信息、儀器變化信息、 人工轉(zhuǎn)自動信息、氣象站周圍圖片;所述氣象站逐時原始數(shù)據(jù)包括日期、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、 溫度;所述氣象站歷史數(shù)據(jù)分析結(jié)果包括建站以來風(fēng)速變化長系列、代表年長系列的選擇及其年平均風(fēng)速多年風(fēng)向頻率、多年氣壓、氣溫、濕度、極端最高溫度、極端最低溫度、降水量、蒸發(fā)量、最大積雪深度、沙暴日數(shù)、雷暴日數(shù)、冰雹日數(shù)、空氣密度、50年一遇最大風(fēng)速。根據(jù)本發(fā)明提出的風(fēng)電場設(shè)計專家系統(tǒng)的一個方面,所述原始數(shù)據(jù)包括新建風(fēng)電場內(nèi)測風(fēng)塔數(shù)據(jù)和附近氣象站數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明提出的風(fēng)電場設(shè)計專家系統(tǒng)的一個方面,風(fēng)資源分析模塊實現(xiàn)如下功能A、對測風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗和修正,根據(jù)修正結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析,生成風(fēng)資源分析圖表;B、 計算湍流、空氣密度、風(fēng)切變指數(shù)、最大風(fēng)速、氣象站與測風(fēng)塔同期逐時數(shù)據(jù)的相關(guān)分析、代表年輪轂高度處風(fēng)速和風(fēng)向、風(fēng)速日變化、年變化和風(fēng)速Weibull分布、風(fēng)向玫瑰圖。根據(jù)本發(fā)明提出的風(fēng)電場設(shè)計專家系統(tǒng)的一個方面,所述風(fēng)電機組數(shù)據(jù)表包括不同容量各種型號的風(fēng)電機組功率曲線和推力曲線數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明提出的風(fēng)電場設(shè)計專家系統(tǒng)的一個方面,風(fēng)電機組選型模塊通過風(fēng)資源分析模塊分析得到的代表年輪轂高度處風(fēng)速和風(fēng)向,實現(xiàn)如下功能:A.在不考慮風(fēng)電機組排布的基礎(chǔ)上,采用風(fēng)電機組數(shù)據(jù)模塊提供的的多組風(fēng)電機組功率曲線,進(jìn)行理論發(fā)電量計算;B.通過理論發(fā)電量大小和風(fēng)電機組相關(guān)投資,計算出度電成本,推薦最佳的5個或多個機型;C.通過專業(yè)軟件計算所推薦的5個或多個機型的風(fēng)電機組排布形式和凈發(fā)電量計算結(jié)果,進(jìn)行自動的技術(shù)經(jīng)濟比選,推薦出最優(yōu)機型;D.通過專業(yè)軟件計算所推薦的最優(yōu)機型在不同輪轂高度下的發(fā)電量,進(jìn)行不同輪轂高度的技術(shù)經(jīng)濟比選,推薦出最優(yōu)輪轂高度;E.通過專業(yè)軟件計算所推薦的最優(yōu)機型在不同排列形式下的發(fā)電量,進(jìn)行不同排列方式的技術(shù)經(jīng)濟比選,推薦出最優(yōu)排布方式;F.參考新建風(fēng)電場附近多個既有風(fēng)電工程的各項折減系數(shù),給出最優(yōu)的各項電量折減系數(shù),并計算最終的風(fēng)電場年上網(wǎng)電量。根據(jù)本發(fā)明提出的風(fēng)電場設(shè)計專家系統(tǒng)的一個方面,風(fēng)資源報告生成模塊和發(fā)電量計算模塊提供允許人工輸入與修改的接口,使得可以人工生成和修改報告。根據(jù)本發(fā)明提出的風(fēng)電場設(shè)計專家系統(tǒng)的一個方面,所述既有風(fēng)電場工程后評估分析模塊實現(xiàn)以下功能A.設(shè)計審查意見的上傳與歸檔管理;B.風(fēng)電場工程正式并網(wǎng)發(fā)電后的實際運行數(shù)據(jù)的上傳,與設(shè)計參數(shù)的對比分析;C.根據(jù)A和B反饋的結(jié)果,進(jìn)一步優(yōu)化參數(shù)選擇,以改進(jìn)風(fēng)資源分析模塊和風(fēng)電機組選型模塊。本發(fā)明重點放在風(fēng)能資源分析和風(fēng)電機組選型、布置及風(fēng)電場發(fā)電量估算上,可以集成風(fēng)電場設(shè)計相關(guān)的風(fēng)能專業(yè)模塊、總圖專業(yè)模塊、電氣專業(yè)模塊、財務(wù)分析模塊等內(nèi)容。將已經(jīng)建成投產(chǎn)的近百個工程的測風(fēng)塔、氣象站資料進(jìn)行整理、歸納、再分析,形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫;在設(shè)計每個新建工程時作為客戶端向服務(wù)器傳輸資料,系統(tǒng)可自動與新建工程周邊最近多個現(xiàn)有風(fēng)電場的技術(shù)資料進(jìn)行類比排列,從而確定新建工程最優(yōu)設(shè)計參數(shù),然后由專家系統(tǒng)自動生成新建工程風(fēng)資源分析報告,避免人工統(tǒng)計的差錯和人為因素的影響, 提高報告中技術(shù)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和針對性,同時也可極大地提高生產(chǎn)效率。


      圖1示出了本發(fā)明所提出的風(fēng)電場設(shè)計專家系統(tǒng)的模塊圖。
      具體實施例方式圖1示出了風(fēng)電場設(shè)計專家系統(tǒng)的模塊圖。如圖1所示,本發(fā)明提出的專家系統(tǒng)包括既有風(fēng)電場工程測風(fēng)塔數(shù)據(jù)模塊1、既有風(fēng)電場工程氣象站數(shù)據(jù)模塊2、新建工程原始輸入數(shù)據(jù)模塊3、風(fēng)資源分析模塊4、風(fēng)資源報告生成模塊5、風(fēng)電機組數(shù)據(jù)模塊6、風(fēng)電機組選型模塊7、發(fā)電量計算模塊8和既有風(fēng)電場工程后評估分析模塊9。下面,對上述各個模塊進(jìn)行詳細(xì)描述。既有風(fēng)電場工程測風(fēng)塔數(shù)據(jù)模塊1 將已完成設(shè)計的既有工程的測風(fēng)資料進(jìn)行上傳,經(jīng)二級審核后確認(rèn)資料的真實性和準(zhǔn)確性,形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫之一。具體地,建立既有風(fēng)電場工程的測風(fēng)塔數(shù)據(jù)表,主要包括(a)測風(fēng)塔基本信息經(jīng)緯度坐標(biāo)、海拔高度、測風(fēng)各高度、風(fēng)向高度;(b)測風(fēng)塔逐時原始數(shù)據(jù)日期、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、溫度等;(c)測風(fēng)塔歷史數(shù)據(jù)分析有效數(shù)據(jù)完整率、各高度風(fēng)速日變化和年變化、各高度年平均風(fēng)速與weibull 分布A值和K值、空氣密度、風(fēng)切變指數(shù)、湍流強度、50年一遇最大風(fēng)速。既有風(fēng)電場工程氣象站數(shù)據(jù)模塊2:將已完成設(shè)計的既有工程的氣象站資料進(jìn)行上傳,經(jīng)二級審核后確認(rèn)資料的適時性和準(zhǔn)確性,形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫之一。具體地,建立既有風(fēng)電工程的氣象站數(shù)據(jù)表,主要包括(a)氣象站基本信息經(jīng)緯度坐標(biāo)、測風(fēng)高度、海拔高度、遷站信息、測風(fēng)高度變化信息、儀器變化信息、人工轉(zhuǎn)自動信息、氣象站周圍圖片; (b)氣象站逐時原始數(shù)據(jù)日期、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、溫度等;(c)氣象站歷史數(shù)據(jù)分析建站以來風(fēng)速變化長系列;代表年長系列的選擇及其年平均風(fēng)速;多年風(fēng)向頻率;多年氣壓 (Ua)、氣溫CC )、濕度(%)、極端最高溫度(°C)、極端最低溫度(°C)、降水量(mm)、蒸發(fā)量 (mm)、最大積雪深度(cm)、沙暴日數(shù)(日)、雷暴日數(shù)(日)、冰雹日數(shù)(日);空氣密度;50年一遇最大風(fēng)速。新建工程原始輸入數(shù)據(jù)模塊3 包括測風(fēng)塔數(shù)據(jù)和氣象站數(shù)據(jù)。具體地,輸入新建風(fēng)電場工程原始數(shù)據(jù),原始數(shù)據(jù)包括新建風(fēng)電場內(nèi)測風(fēng)塔數(shù)據(jù)和附近氣象站數(shù)據(jù);以上數(shù)據(jù)可以導(dǎo)入,也可以通過鍵盤鼠標(biāo)輸入。風(fēng)資源分析模塊4 以《風(fēng)電場風(fēng)能資源評估方法》GB18710-2002和《風(fēng)電場工程可行性研究報告編制辦法》(發(fā)改能源[2005]899號)為編制依據(jù),包括對測風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗和修正,根據(jù)修正結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析,生成風(fēng)資源分析圖表。按照我國國標(biāo)和國際標(biāo)準(zhǔn)計算湍流、空氣密度、風(fēng)切變指數(shù)、最大風(fēng)速、氣象站與測風(fēng)塔同期逐時數(shù)據(jù)的相關(guān)分析、風(fēng)速日變化、年變化和風(fēng)速Weibull分布、風(fēng)向玫瑰圖等內(nèi)容。具體地,利用新建工程原始輸入數(shù)據(jù)模塊3提供的原始數(shù)據(jù),并參照既有風(fēng)電場工程測風(fēng)塔數(shù)據(jù)模塊1和既有風(fēng)電場工程氣象站數(shù)據(jù)模塊2提供的新建風(fēng)電場附近的多個既有風(fēng)電場設(shè)計參數(shù),實現(xiàn)如下功能A、 對測風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗和修正,根據(jù)修正結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析,生成風(fēng)資源分析圖表;B、計算湍流、空氣密度、風(fēng)切變指數(shù)、最大風(fēng)速、氣象站與測風(fēng)塔同期逐時數(shù)據(jù)的相關(guān)分析、代表年輪轂高度處風(fēng)速和風(fēng)向、風(fēng)速日變化、年變化和風(fēng)速Weibul 1分布、風(fēng)向玫瑰圖等。風(fēng)資源報告生成模塊5:按報告章節(jié)模板填空,系統(tǒng)自動將固定的公式、圖表和文字填入相應(yīng)的章節(jié),最后輸出滿足《風(fēng)電場工程可行性研究報告編制辦法》(發(fā)改能源 [2005]899號)中第七條“風(fēng)能資源”要求的風(fēng)資源報告。風(fēng)電機組數(shù)據(jù)模塊6:上傳不同廠家、各種型號的風(fēng)電機組功率曲線和推力曲線, 形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。具體地,建立風(fēng)電機組數(shù)據(jù)表,主要包括不同容量各種型號的風(fēng)電機組功率曲線和推力曲線數(shù)據(jù)庫。風(fēng)電機組選型模塊7 由風(fēng)資源分析模塊4分析得到的風(fēng)資源數(shù)據(jù),在不考慮風(fēng)電機組排布的基礎(chǔ)上進(jìn)行理論發(fā)電量計算,系統(tǒng)可自動優(yōu)選推薦最優(yōu)的發(fā)電機組型號。具體地,通過風(fēng)資源分析模塊4分析得到的代表年輪轂高度處風(fēng)速和風(fēng)向,實現(xiàn)如下功能:A. 在不考慮風(fēng)電機組排布的基礎(chǔ)上,采用風(fēng)電機組數(shù)據(jù)模塊6提供的的多組風(fēng)電機組功率曲線,進(jìn)行理論發(fā)電量計算;B.通過理論發(fā)電量大小和風(fēng)電機組相關(guān)投資,計算出度電成本, 推薦最佳的5個(或多個)機型;C.通過專業(yè)軟件(如WAsP、WindFarmer, WT等風(fēng)資源分析軟件)計算B中推薦的5個(或多個)機型的風(fēng)電機組排布形式和凈發(fā)電量計算結(jié)果,進(jìn)行自動的技術(shù)經(jīng)濟比選,推薦出最優(yōu)機型;D.通過專業(yè)軟件(如WAsP、WindFarmer、WT等風(fēng)資源分析軟件)計算C中推薦的最優(yōu)機型在不同輪轂高度下的發(fā)電量,進(jìn)行不同輪轂高度的技術(shù)經(jīng)濟比選,得到最優(yōu)輪轂高度;E.通過專業(yè)軟件(如WAsP、WindFarmer、WT等風(fēng)資源分析軟件)計算C中推薦的最優(yōu)機型在不同排列形式下的發(fā)電量,進(jìn)行不同排列方式的技術(shù)經(jīng)濟比選,得到最優(yōu)排布方式;F.參考新建風(fēng)電場附近多個既有風(fēng)電工程的各項折減系數(shù),給出最優(yōu)的各項電量折減系數(shù),并計算最終的風(fēng)電場年上網(wǎng)電量。發(fā)電量計算模塊8 根據(jù)風(fēng)電機組選型模塊7的分析,自動生成風(fēng)電場發(fā)電量分析報告。具體地,按報告章節(jié)模板填空,自動將固定的公式、圖表和文字填入相應(yīng)的章節(jié),參考周圍多個風(fēng)電場的設(shè)計參數(shù),并允許人工輸入與修改,最后形成滿足《風(fēng)電場工程可行性研究報告編制辦法》(發(fā)改能源[2005]899號)中第十條“風(fēng)電機組選型、布置及風(fēng)電場發(fā)電量估算”要求的發(fā)電量計算報告。既有風(fēng)電場工程后評估分析模塊9:將每個工程的評審意見進(jìn)行歸納整理再提高;將實際已投運工程的發(fā)電量等數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納,與可行性研究階段設(shè)計參數(shù)進(jìn)行對比,進(jìn)一步優(yōu)化參數(shù)選擇,改進(jìn)風(fēng)資源分析模塊和風(fēng)電機組選型模塊,形成一個閉環(huán),不斷優(yōu)化參數(shù)。具體地,其實現(xiàn)以下功能A.設(shè)計審查意見的上傳與歸檔管理;B.風(fēng)電場工程正式并網(wǎng)發(fā)電后的實際運行數(shù)據(jù)的上傳,與設(shè)計參數(shù)的對比分析;C.根據(jù)A和B反饋的結(jié)果,系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計參數(shù),不斷提高風(fēng)電場設(shè)計水平。本發(fā)明提出的風(fēng)電場設(shè)計專家系統(tǒng),集成了大量實際風(fēng)電場設(shè)計的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和設(shè)計參數(shù),能借鑒新建工程周邊既有風(fēng)電場的設(shè)計經(jīng)驗,優(yōu)化確定新建風(fēng)電場的最優(yōu)設(shè)計參數(shù)。而且,在輸入新建工程原始技術(shù)數(shù)據(jù)后,系統(tǒng)能自動進(jìn)行風(fēng)資源分析處理和風(fēng)電機組優(yōu)化選型,可最終輸出符合《風(fēng)電場工程可行性研究報告編制辦法》(發(fā)改能源[2005]899號) 的“風(fēng)資源和發(fā)電量計算”報告,其提高了風(fēng)電場設(shè)計的科學(xué)性和準(zhǔn)確性,并較大地節(jié)省了風(fēng)電場工程設(shè)計的時間,加快了工程建設(shè)的速度。本發(fā)明充分利用已設(shè)計完成的上百個風(fēng)電項目的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和設(shè)計參數(shù),構(gòu)成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫,每個新建風(fēng)電場的設(shè)計都能由系統(tǒng)自動參考周邊最近的多個風(fēng)電場的設(shè)計參數(shù)進(jìn)行類比。隨著風(fēng)電場設(shè)計項目的不斷增多,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫也將不斷擴大,同時風(fēng)電場后評估模塊中已經(jīng)并網(wǎng)發(fā)電工程的實際運行參數(shù)也在不斷增多,種種因素會使得由本發(fā)明優(yōu)化出的設(shè)計參數(shù)更加合理和準(zhǔn)確。
      本發(fā)明所提出的上述實施方式僅為示例性的,并不作為對本發(fā)明報復(fù)范圍的限制,上述各個模塊所實現(xiàn)的具體功能可通過現(xiàn)有的計算機領(lǐng)域的常用技術(shù)以及風(fēng)電場領(lǐng)域的常用技術(shù)實現(xiàn),這里不再贅述,本領(lǐng)域技術(shù)人員可使用這些技術(shù)對本發(fā)明做出修改,以適應(yīng)各種具體的實際情況,這些修改也落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
      權(quán)利要求
      1.風(fēng)電場設(shè)計專家系統(tǒng),其特征在于,該系統(tǒng)包括既有風(fēng)電場工程測風(fēng)塔數(shù)據(jù)模塊,用于建立既有風(fēng)電場工程的測風(fēng)塔數(shù)據(jù)表;既有風(fēng)電場工程氣象站數(shù)據(jù)模塊,用于建立既有風(fēng)電工程的氣象站數(shù)據(jù)表;新建工程原始輸入數(shù)據(jù)模塊,用于輸入新建風(fēng)電場工程原始數(shù)據(jù);風(fēng)資源分析模塊,利用新建工程原始輸入數(shù)據(jù)模塊提供的原始數(shù)據(jù),并參照既有風(fēng)電場工程測風(fēng)塔數(shù)據(jù)模塊和既有風(fēng)電場工程氣象站數(shù)據(jù)模塊提供的新建風(fēng)電場附近的多個既有風(fēng)電場的相關(guān)數(shù)據(jù),生成風(fēng)資源分析圖表;風(fēng)電機組數(shù)據(jù)模塊,用于建立風(fēng)電機組數(shù)據(jù)表;風(fēng)電機組選型模塊,根據(jù)風(fēng)資源分析模塊分析得到的風(fēng)資源數(shù)據(jù),采用風(fēng)電機組數(shù)據(jù)模塊提供的風(fēng)電機組數(shù)據(jù),推薦出最優(yōu)風(fēng)電機組機型和排布。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1的風(fēng)電場設(shè)計專家系統(tǒng),其特征在于,該系統(tǒng)進(jìn)一步包括風(fēng)資源報告生成模塊,自動將固定的公式、圖表和文字填入風(fēng)資源報告的相應(yīng)章節(jié),輸出滿足要求的風(fēng)資源報告;發(fā)電量計算模塊,根據(jù)風(fēng)電機組選型模塊的選型結(jié)果,自動將固定的公式、圖表和文字填入相應(yīng)的章節(jié),生成滿足要求的風(fēng)電場發(fā)電量分析報告。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1的風(fēng)電場設(shè)計專家系統(tǒng),其特征在于,該系統(tǒng)進(jìn)一步包括既有風(fēng)電場工程后評估分析模塊,將每個工程的評審意見進(jìn)行歸納整理再提高,將實際已投運工程的發(fā)電量數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納,與可行性研究階段設(shè)計參數(shù)進(jìn)行對比,進(jìn)一步優(yōu)化參數(shù)選擇,改進(jìn)風(fēng)資源分析模塊和風(fēng)電機組選型模塊。
      4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的系統(tǒng),其特征在于,其中所述測風(fēng)塔數(shù)據(jù)表,包括測風(fēng)塔基本信息、測風(fēng)塔逐時原始數(shù)據(jù)以及測風(fēng)塔歷史數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù),其中測風(fēng)塔基本信息包括經(jīng)緯度坐標(biāo)、海拔高度、測風(fēng)各高度、風(fēng)向高度;測風(fēng)塔逐時原始數(shù)據(jù)包括日期、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、溫度;測風(fēng)塔歷史數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)包括有效數(shù)據(jù)完整率、各高度風(fēng)速日變化和年變化、各高度年平均風(fēng)速與Weibull分布A值和K值、空氣密度、風(fēng)切變指數(shù)、湍流強度、50年一遇最大風(fēng)速。
      5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的系統(tǒng),其特征在于,其中所述氣象站數(shù)據(jù)表,包括氣象站基本信息、氣象站逐時原始數(shù)據(jù)以及氣象站歷史數(shù)據(jù)分析結(jié)果,其中,所述氣象站基本信息包括經(jīng)緯度坐標(biāo)、測風(fēng)高度、海拔高度、遷站信息、測風(fēng)高度變化信息、儀器變化信息、人工轉(zhuǎn)自動信息、氣象站周圍圖片;所述氣象站逐時原始數(shù)據(jù)包括日期、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、溫度;所述氣象站歷史數(shù)據(jù)分析結(jié)果包括建站以來風(fēng)速變化長系列、代表年長系列的選擇及其年平均風(fēng)速多年風(fēng)向頻率、多年氣壓、氣溫、濕度、極端最高溫度、極端最低溫度、降水量、蒸發(fā)量、最大積雪深度、沙暴日數(shù)、雷暴日數(shù)、冰雹日數(shù)、 空氣密度、50年一遇最大風(fēng)速。
      6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的系統(tǒng),其特征在于,其中所述原始數(shù)據(jù)包括新建風(fēng)電場內(nèi)測風(fēng)塔數(shù)據(jù)和附近氣象站數(shù)據(jù)。
      7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的系統(tǒng),其特征在于,其中風(fēng)資源分析模塊實現(xiàn)如下功能:A、對測風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗和修正,根據(jù)修正結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析,生成風(fēng)資源分析圖表;B、計算湍流、空氣密度、風(fēng)切變指數(shù)、最大風(fēng)速、氣象站與測風(fēng)塔同期逐時數(shù)據(jù)的相關(guān)分析、代表年輪轂高度處風(fēng)速和風(fēng)向、風(fēng)速日變化、年變化和風(fēng)速Weibull分布、風(fēng)向玫瑰圖。
      8.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的系統(tǒng),其特征在于,其中所述風(fēng)電機組數(shù)據(jù)表包括不同容量各種型號的風(fēng)電機組功率曲線和推力曲線數(shù)據(jù)。
      9.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的系統(tǒng),其特征在于,其中風(fēng)電機組選型模塊通過風(fēng)資源分析模塊分析得到的代表年輪轂高度處風(fēng)速和風(fēng)向,實現(xiàn)如下功能:A.在不考慮風(fēng)電機組排布的基礎(chǔ)上,采用風(fēng)電機組數(shù)據(jù)模塊提供的的多組風(fēng)電機組功率曲線,進(jìn)行理論發(fā)電量計算;B.通過理論發(fā)電量大小和風(fēng)電機組相關(guān)投資,計算出度電成本,推薦最佳的5個或多個機型;C.通過專業(yè)軟件計算所推薦的5個或多個機型的風(fēng)電機組排布形式和凈發(fā)電量計算結(jié)果,進(jìn)行自動的技術(shù)經(jīng)濟比選,推薦出最優(yōu)機型;D. 通過專業(yè)軟件計算所推薦的最優(yōu)機型在不同輪轂高度下的發(fā)電量,進(jìn)行不同輪轂高度的技術(shù)經(jīng)濟比選,推薦出最優(yōu)輪轂高度;E.通過專業(yè)軟件計算所推薦的最優(yōu)機型在不同排列形式下的發(fā)電量,進(jìn)行不同排列方式的技術(shù)經(jīng)濟比選,推薦出最優(yōu)排布方式;F.參考新建風(fēng)電場附近多個既有風(fēng)電工程的各項折減系數(shù),給出最優(yōu)的各項電量折減系數(shù),并計算最終的風(fēng)電場年上網(wǎng)電量。
      10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng),其特征在于,其中風(fēng)資源報告生成模塊和發(fā)電量計算模塊提供允許人工輸入與修改的接口,使得可以人工生成和修改報告。
      11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng),其特征在于,其中所述既有風(fēng)電場工程后評估分析模塊實現(xiàn)以下功能:A.設(shè)計審查意見的上傳與歸檔管理;B.風(fēng)電場工程正式并網(wǎng)發(fā)電后的實際運行數(shù)據(jù)的上傳,與設(shè)計參數(shù)的對比分析;C.根據(jù)A和B反饋的結(jié)果,進(jìn)一步優(yōu)化參數(shù)選擇,以改進(jìn)風(fēng)資源分析模塊和風(fēng)電機組選型模塊。
      全文摘要
      提出了一種風(fēng)電場設(shè)計專家系統(tǒng),屬于專家系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域。所述系統(tǒng)包括既有風(fēng)電場工程測風(fēng)塔數(shù)據(jù)模塊;既有風(fēng)電場工程氣象站數(shù)據(jù)模塊;新建工程原始輸入數(shù)據(jù)模塊,用于輸入新建風(fēng)電場工程原始數(shù)據(jù);風(fēng)資源分析模塊,利用新建工程原始輸入數(shù)據(jù)模塊提供的原始數(shù)據(jù),并參照既有風(fēng)電場工程測風(fēng)塔數(shù)據(jù)模塊和既有風(fēng)電場工程氣象站數(shù)據(jù)模塊提供的新建風(fēng)電場附近的多個既有風(fēng)電場的相關(guān)數(shù)據(jù),生成風(fēng)資源分析圖表;風(fēng)電機組數(shù)據(jù)模塊,用于建立風(fēng)電機組數(shù)據(jù)表;風(fēng)電機組選型模塊,根據(jù)風(fēng)資源分析模塊分析得到的風(fēng)資源數(shù)據(jù),采用風(fēng)電機組數(shù)據(jù)模塊提供的風(fēng)電機組數(shù)據(jù),推薦出最優(yōu)風(fēng)電機組機型和排布。本系統(tǒng)解決了無法合理準(zhǔn)確地設(shè)計風(fēng)電場的技術(shù)問題。
      文檔編號G06F17/50GK102214259SQ20111017418
      公開日2011年10月12日 申請日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月27日
      發(fā)明者劉豐, 孫立新, 彭懷午, 杜燕軍, 楊曉峰, 王曉林 申請人:內(nèi)蒙古電力勘測設(shè)計院
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