【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电数字数据处理，具体涉及一种基于大涡模拟的光伏电站抗风测算方法。
技术介绍
1、光伏组件是把性能比较接近、尺寸比较合适的整片光伏电池片，排列后串联或并联之后拼装而组成的。但光伏电池片的尺寸相对较大，如果受到较大的风载作用，太阳能光伏板自身的强度和刚度都有可能无法满足使用要求，可能会使太阳能光伏板产生断裂或者较大的变形，也有可能导致太阳能光伏板不能正常使用或光电转换效率有所下降。随着我国光伏年均增量的逐年增加，强风对光伏产业安全的威胁也随着我国光伏年均增量的逐年增加而日益严重，并且强风摧毁光伏组件的案例也有上升趋势。
2、强风对光伏设备的影响主要表现在两个方面：一是极端大风会影响电池板的安全，导致光伏组件被大风掀翻，二是极端大风会降低支架的防腐性能。可见强风对光伏电站的正常安全生产和稳定运行造成极大影响。
3、当前，光伏板抗风的研究工作主要集中在光伏组件风致响应、风载荷设计优化等方面，光伏电站的抗风测算还停留在依靠气象不断加强监测预报和及时发布大风预警，故亟需一种精准的可定量化的光伏板抗风测算方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于大涡模拟的光伏电站抗风测算方法，能够从光伏电站附近的测风塔超声观测数据，以光伏电站为中心的大涡模拟的精细化预报数据中，获取关键抗风参数预报量，通过与固定光伏板的螺丝应力、光伏板的重量、材质等影响因子的综合对比分析，对光伏板的抗风性能进行测算。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案
3、本专利技术提供的一种基于大涡模拟的光伏电站抗风测算方法，包括以下步骤：
4、s1、提取光伏电站光伏板的几何参数和固定光伏板的螺丝参数，获取光伏板的密度并根据安装角度获取光伏板抗风面积，以及固定光伏板的螺丝应力；
5、s2、提取光伏电站附近测风塔超声观测历史数据、以光伏电站为中心的大涡模拟精细化预报数据；
6、s3、对大涡模拟的精细化预报数据进行分析，获取光伏板抗风测算需要的抗风参数的预报量，对测风塔超声观测历史数据进行分析，对比分析获取光伏板抗风测算需要的抗风参数的特征；
7、s4、利用超声观测数据获得的抗风参数特征对精细化预报数据获取的抗风参数预报量进行订正，动态调整抗风参数的预报；
8、s5、利用订正后的抗风参数预报量、光伏板属性参数、固定光伏板的螺丝应力等进行光伏板抗风测算。
9、进一步地，步骤s2所述的以光伏电站为中心的大涡模拟精细化预报数据包括回算的历史强风过程期间的预报数据和实时的精细化预报模拟数据，回算和实时的精细化大涡模拟数据包括经过参数化处理观测和地形以后模拟的赫兹级风速、气温。
10、进一步地，步骤s3所述的对测风塔超声观测历史数据进行分析，具体为：对超声观测的赫兹级数据进行包括秒级、分钟级、10分钟级的不同时间尺度的平均处理，对处理后不同时间尺度的数据进行包括方差、极值、湍流强度、阵风系数的特征量统计。
11、进一步地，步骤s3所述的对大涡模拟的精细化预报数据进行分析，具体为：对历史强风过程期间回算的精细化模拟数据进行包括秒级、分钟级、10分钟级的不同时间尺度的平均处理，对处理后不同时间尺度的数据进行包括方差、极值、湍流强度、阵风系数的特征量统计。
12、进一步地，步骤s3中获取光伏板抗风测算的抗风参数的特征，具体为：通过对处理后的超声观测和对应的回算预报的不同时间尺度的各种统计特征量进行对比分析，获取反映抗风性能的关键抗风参数，并获取关键抗风参数的特征。
13、进一步地，步骤s4中动态调整抗风参数的预报，其处理方法为：根据关键抗风参数的特征对大涡实时模拟的赫兹级预报数据进行订正，根据不同的风速区间采用不同的订正系数。
14、进一步地，步骤s5光伏板抗风测算的方法为：对以光伏电站为中心的大涡实时模拟的精细化赫兹级风速数据进行秒级和分钟级平均化处理，并得出包括不同时间尺度的风速极大值和湍流强度的关键抗风参数，经过订正加工处理后，并结合光伏板密度和抗风面积，根据光伏板抗风测算模型得出每个时刻的光伏板的风致应力，用每个时刻的风致应力与抗风应力阈值进行比较，如果该时刻的风致应力大于抗风应力阈值，则判定为该时刻光伏板有被强风掀翻的可能，根据风致应力大于抗风应力阈值的差值大小判断光伏板抗风性能的不同级别，逐时刻进行上述加工处理和判别，得到预报时段逐时刻的光伏板抗风测算结果。
15、进一步地，步骤s5所述的光伏板抗风测算结果为逐时刻的光伏板风致应力值和预报时段逐时刻的光伏板抗风性能。
16、进一步地，步骤s1中所述固定光伏板的螺丝应力，具体是根据螺丝规格、螺丝应力截面积以及固定光伏板的螺丝数量计算固定光伏板的螺丝应力总和。
17、进一步地，步骤s2所述的光伏电站附近测风塔超声观测历史数据包括以光伏电站为中心，选取距离较近、地形地貌相似的测风塔作为参照点，提取历史上该测风塔观测到的风速大于6级的强风过程中的超声观测数据
18、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
19、本专利技术的光伏板抗风测算方法，通过光伏电站附近测风塔超声观测数据与以光伏电站为中心的大涡模拟的精细化赫兹级数据进行对比分析，找到反映抗风性能的关键抗风参数，并分析其特征用于大涡模拟预报的结果修正，以光伏电站为主体，以单个光伏板为研究单位，针对不同光伏电站光伏板不同的自然属性，综合计算出逐时刻的光伏板风致应力值和预报时段逐时刻的光伏板抗风测算结果。本专利技术的方法是大涡模拟技术在光伏板抗风测算领域的应用，提高了光伏电站抗风测算的准确性和主动性。
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1.一种基于大涡模拟的光伏电站抗风测算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于大涡模拟的光伏电站抗风测算方法，其特征在于，步骤S2所述的以光伏电站为中心的大涡模拟精细化预报数据包括回算的历史强风过程期间的预报数据和实时的精细化预报模拟数据，回算和实时的精细化大涡模拟数据包括经过参数化处理观测和地形以后模拟的赫兹级风速、气温。
3.根据权利要求1所述的基于大涡模拟的光伏电站抗风测算方法，其特征在于，步骤S3所述的对测风塔超声观测历史数据进行分析，具体为：对超声观测的赫兹级数据进行包括秒级、分钟级、10分钟级的不同时间尺度的平均处理，对处理后不同时间尺度的数据进行包括方差、极值、湍流强度、阵风系数的特征量统计。
4.根据权利要求1所述的基于大涡模拟的光伏电站抗风测算方法，其特征在于，步骤S3所述的对大涡模拟的精细化预报数据进行分析，具体为：对历史强风过程期间回算的精细化模拟数据进行包括秒级、分钟级、10分钟级的不同时间尺度的平均处理，对处理后不同时间尺度的数据进行包括方差、极值、湍流强度、阵风系数的特征量统计。
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6.根据权利要求1所述的基于大涡模拟的光伏电站抗风测算方法，其特征在于，步骤S4中动态调整抗风参数的预报，其处理方法为：根据关键抗风参数的特征对大涡实时模拟的赫兹级预报数据进行订正，根据不同的风速区间采用不同的订正系数。
7.根据权利要求1所述的基于大涡模拟的光伏电站抗风测算方法，其特征在于，步骤S5光伏板抗风测算的方法为：
8.根据权利要求1所述的基于大涡模拟的光伏电站抗风测算方法，其特征在于，步骤S5所述的光伏板抗风测算结果为逐时刻的光伏板风致应力值和预报时段逐时刻的光伏板抗风性能。
9.根据权利要求1所述的基于大涡模拟的光伏电站抗风测算方法，其特征在于，步骤S1中所述固定光伏板的螺丝应力，具体是根据螺丝规格、螺丝应力截面积以及固定光伏板的螺丝数量计算固定光伏板的螺丝应力总和。
10.根据权利要求1所述的基于大涡模拟的光伏电站抗风测算方法，其特征在于，步骤S2所述的光伏电站附近测风塔超声观测历史数据包括以光伏电站为中心，选取距离较近、地形地貌相似的测风塔作为参照点，提取历史上该测风塔观测到的风速大于6级的强风过程中的超声观测数据。
...【技术特征摘要】
1.一种基于大涡模拟的光伏电站抗风测算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于大涡模拟的光伏电站抗风测算方法，其特征在于，步骤s2所述的以光伏电站为中心的大涡模拟精细化预报数据包括回算的历史强风过程期间的预报数据和实时的精细化预报模拟数据，回算和实时的精细化大涡模拟数据包括经过参数化处理观测和地形以后模拟的赫兹级风速、气温。
3.根据权利要求1所述的基于大涡模拟的光伏电站抗风测算方法，其特征在于，步骤s3所述的对测风塔超声观测历史数据进行分析，具体为：对超声观测的赫兹级数据进行包括秒级、分钟级、10分钟级的不同时间尺度的平均处理，对处理后不同时间尺度的数据进行包括方差、极值、湍流强度、阵风系数的特征量统计。
4.根据权利要求1所述的基于大涡模拟的光伏电站抗风测算方法，其特征在于，步骤s3所述的对大涡模拟的精细化预报数据进行分析，具体为：对历史强风过程期间回算的精细化模拟数据进行包括秒级、分钟级、10分钟级的不同时间尺度的平均处理，对处理后不同时间尺度的数据进行包括方差、极值、湍流强度、阵风系数的特征量统计。
5.根据权利要求1所述的基于大涡模拟的光伏电站抗风测算方法，其特征在于，步骤s3中获取光伏板抗风测算的抗风参数的特征，具体为：通过对处理后的超...
【专利技术属性】
技术研发人员：李军，何晓凤，周荣卫，袁春红，王仁磊，
申请(专利权)人：华风气象传媒集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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