用于確定風電場電力生產的方法和裝置的制作方法

專利名稱：用于確定風電場電力生產的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及風電場，尤其涉及一種用于確定可從風電場得到的可能 的電力生產的裝置和方法。
背景技術：
當選擇用于定位風電場的特定地理位置時，在該位置的氣象條件將 適應風力渦輪機的定位是重要的-必須存在合適質量的風力資源以確保 所定位的電場提供合理的輸出。僅僅將該位置暴露到風中是不夠的，使得 風合理地可預測也是有用的。不幸的是，并不是總能得到關于歷史的風力 資源的信息，因此就需要將受限的資源監控用作可能的未來行為的指示。對于該問題的一種解決方案是將短期測量的來自該位置的氣象數 據與區域性的氣象站的數據相比較，該氣象站可以得到較長期的數據。作 為該方法的一部分，可從氣象站得到的較長期的數據被用于執行期望來自 于風電場位置的輸出的預測。與將來自一個區域內不同地點的數據集進行合并有關的困難是存 在這樣一種可能，即所預測的來自風電場的輸出可能偏向于為低值或高 值。因此需要提供一種方法用于預測特定位置的未來的風力資源，其代 表了該位置的期望a的準確反映。發明內容這些以及其它問題由一種系統和方法解決，根據本發明的教導，所 述系統和方法提供了來自測試位置的測量數據與來自具有較長期數據的 參考位置的測量數據的組合，以確定測試位置的可能的能量生產。作為本 發明的教導的一部分，參考位置和測試位置中的每一個被細分為方向扇區 (sector),這些扇區內的測量值被分類，并且在測試扇區和參考扇區內提供的分類數據之間執行相關，所&目關提供了風速頻率之間的關系。 一旦 確定了 一種關系，就能夠利用這種關系并結合來自參考位置的歷史數據來 確定測試位置的未來的風況。接著這些風況可以用于確定定位在該位置的 風電場的可能的能量輸出。
對于所屬領域普通技術人員來說，當研究了下面的附圖和詳細說明 后，本發明的其它系統、方法、特征以及優點將會或者將變得明顯。旨在 使所有這種被包括在該說明書中的附加的系統、方法、特征，以及優點處 于本發明的范圍內，并受附后的權利要求的保護。


現在將參考附圖描述本發明，其中
圖l是根據本發明的教導的系統體系結構的圖示；
圖2是可以在本發明的教導中執行的分扇區方法的例子；
圖3是可以作為本發明的教導的一部分執行的方法；
圖4是在提供可用的風力資源的估計中所采用的參考數據和測試數 據之間的相互關系的圖例。
具體實施例方式
現在將參考示例性實施例描述本發明，其中提供示例性實施例以幫 助理解本發明的教導，但是應該理解本發明并不被解釋為以任何方式限制 于這些示例性實施例。
圖l是在執行本發明的教導中有用的計算機體系結構的圖示。這種 體系結構100包括第一數據存儲庫110和第二數據存儲庫115，其中第一 數據存儲庫IIO被配置為存儲表示參考位置111處的氣象務ff的數據，第 二數據存儲庫115被配置為存儲表示測試位置116處的氣象條件的數據。 通常，存儲在第一數據存儲庫中的信息將表示比存儲在第二數據存儲庫中 的信息所表示的更久或更長的持續時間。每個參考位置和測試位置在地理 上彼此遠離，其各自的數據存儲庫可以是被共同定位在其位置處，或者可 以被提供有通信路徑以使得在該位置記錄的數據能被傳送到遠程定位的 數據存儲庫。盡管兩個位置在地理上遠離，但是對于兩個位置來說處于規定的氣候區域中是有用的，從而在第一位置經歷的風況可以期望也在第二 位置經歷。提供對在兩個位置中每個位置處收集的數據的訪問的通信路徑 可以是通過固定的或無線的通信網絡，如所屬領域技術人員應該理解的。 在圖1的布置中，數據存儲庫被表示為與其地理位置共同定位，但是通過
通信路徑120與中央服務器130進行通信。應該理解，通信路徑120表示 與在測試位置和參考位置中的每個位置收集的數據的交互，并且實際的數 據可以被存儲，特別是在參考位置的情況下，實際的數據可以被存儲在第 三方提供商以及通過第三方提供商接口。當例如參考位置是氣象站，在該 站收集的數據接著被遠離于該站與來自多個其它站的數據一起存儲時，后 一種情況是典型性的。應該理解，從單個參考位置收集的數據在確定來自 多個不同測試位置的估計的能量輸出中可能是有用的。
希望中央服務器包括被配置為存儲來自第一和第二數據存儲庫中 每一個的數據的中央數據存儲庫135。這種集中的存儲便利了處理器140 對數據的處理。然而應該理解，處理器可以配置有到第一和第二數據存儲 庫中每一個的直，入(feed),由此無需集中M儲數據。
處理器被配置為在表示參考位置處的狀況的數據和表示測試位置 處的狀況的數據之間執行相關。通過利用同時收集的數據提供相關，就能 夠利用參考位置提供的較大的數據集來外推在較長的時間段內在測試位 置處收集的數據集。當想要估計測試位置的風況而僅擁有數月的收集的數 據時，那么這種技術對于充分利用(leverage off )已經在氣象站多年收 集的數據^1有用的。根據本發明的教導，這種風速的相關包括執行在兩個 數據集之間的算法關系。從用圖表表示的角度，這可以被看作通過具有非 零截距(即，"y^x+b"的形式)的線擬合測試位置相對參考位置的速度數 據的圖表。線擬合涉及對參考位置速度和測試位置速度的獨立分類，因此 擬合線估計風速頻率分布而不是每小時的值之間的關系。實際上，速度的 完全分類并不是必須的，但是為了解釋本方法下面對分類進行描述。
根據傳統的數據收集技術，可以在每個測量位置本地采用風監測設 備，例如風力計、風向標、風向袋等，以收集表示該位置的風況的數據。 因此對于特定的時間間隔每個數據存儲庫將具有多個數據集，包括表示在 該特定時間的風向和風速的數據。在每個數據存儲庫中，希望數據被分類 到表示所記錄的風向的扇區中。在圖2中表示了這種扇區2 0 0的 一個例子， 應該理解，在特定位置的風向可能源于360。方向范圍內的任何一個方 向。為了易于計算，希望將這些方向組合到擴展的范圍內，在該例中，整個2冗的范圍被劃分為12個相等的扇區，每個扇區為30。。
參照圖3所示，本發明的教導包括多個步驟。首先，需要從測試位 置和參考位置中的每一個獲取數據(步驟300)。希望對于相同的時間段 和按相同的時間間隔，在測試位置和參考位置的每一個處收集數據。希望 記錄至少一年的同時數據。接著根據參考位置的方向，將所獲取的數據分 類到扇區中，通常是12個可用扇區中的一個中。應該理解，這種分類將 使得每個扇區具有多個數據集，每個數據集具有至少該數據集的記錄時間
以;s^該時間的風速。
在該進程的該時刻，希望所記錄的數據集沒有被過濾-所有的速度 均被包括在內。在各扇區中隨機地分配在參考位置具有零風速的記錄。
一旦在特定的扇區中被分配，每個數據集的風速分量就與其記錄時 間相分離。以這種方式，參考位置和測試位置的每一個中的每個扇區的數 據集將具有多個風速。根據本發明的教導， 一旦這些速度是可以識別的， 則它們就被以可比較的次序分類，或者升序或者降序。以這種方式，測試 位置和參考位置的每一個中的每個扇區將具有這種數據集，其中參考位置 速度和測試位置速度被以可比較的次序獨立地分類—或者升序或者降序
(步驟305 )。相對被分類的參考位置速度繪制出被分類的測試位置速度， 以提供兩個位置之間的比較(步驟310)。應該理解，通itit度相對速度 的方式進行分類，在特定時間在參考位置記錄的速度非常可能將不與在相 同的時間在測試位置記錄的速度相比較。在該方法中，本發明提供了風速 分布之間的關系，而不AX速時間之間的關系。兩個lt據集之間的相互關 系可以通過下面的方式圖形地表示，即沿著從處于或接近原點的地方朝圖 表中高風速區域延伸的曲線來繪制各點，例如參照圖4。觀察圖4明顯可 看出，通過基于速度進行分類，在兩個數據集之間存在較少的分散，因此 就能夠提供兩個數據集之間更準確的相關。應該理解，圖4所提供的關系 的圖形表示僅是有助于理解這種關系，這種圖形表示并不是本發明教導的 性能中所必需的。
一旦兩個數據集被以適當的方式進行比較，就需要確定兩個數據集 之間的關系。希望對于大于最小的截止(cut off)速度(如參照參考位 置確定的)的所有速度來確定該關系。關于參考位置來確定截止速度，因 為這是用于外推目的的數據集。該截止速度被提供為低于風力渦輪機沒有 最佳地工作的某個風速。通過利用表示風力渦輪機的運轉的截止速度，就能夠提供表示在測試位置可操作的渦輪機的運轉的功率曲線的關系。 一般
地，當風況處于4ms—i和25ms—t之間時渦輪機具有最佳的性能或能量輸出。 通過去除這些處于較低截止點之下的風，就能夠降低所檢測的風是地方性 產生的可能性，同時也降低噪聲破壞數據測量的可能性。在一定的情形中， 在特定il;復的嚴格截止將減少處于統計的有效值之下的數據點的數量。這 可以根據本發明的教導，通過利用與所收集的點的數量相關聯的動態截止 值來滿足。
為了形成這種動態截止值，可以如下計算參考位置截止速度 (refCutoff )。
refCutoff= (lowSpeedThreshold+( refMean /2))/2。 其中
refMean-是參考位置長期平均風速[m/s]。 lowSpeedThreshold "^il閾值)=4邁/s。
然后就可以確定被擬合到參考位置截止速度以上的曲線部分中的 'y-mx+b，形式的線(步驟315)。下面描述線擬合方法。在截止速度以下， 線直接返回到原點。在圖4中示出了一個用于扇區的結果的例子，圖4 表示一個扇區的每小時測量的數據的例子，其中包括分類的數據和疊加在 其上的擬合線。對于擬合線，斜率=0.99，截距=1. 67。在參考位置截止 速度(這里是2.90m/s)之下，擬合線直接返回到原點。應該理解，根據 參考位置數據集提供截止值將會使得許多數據點被從參考位置數據集中 排除。為了確保能夠進行直接的相關，從測試位置數據集刪除相同數量的 數據點。這樣，如果截止值的產生使得10個值被從參考位置排除，那么 被分類的測試位置中的IO個最低的值也被排除。
利用來自測試位置和參考位置中每一個的減少的數據點集，就能夠 提供這兩個數據集之間的關系，并利用該關系外推未來時間段從測試位置 收集的數據。這種速度值的第一變換解決了預測測試位置的風速值的問 題。
接著通常需要提供對測試位置的風的風向的預測。這可利用風轉向 變換實現。風轉向表示兩個位置處的方向之間的偏差，并且是給定時間段 的測試位置方向和參考位置方向之間的差值，表示為-180度到+ 180度 的范圍內，當測試位置方向是參考位置方向的順時針方向時，認為風轉向為正。一個扇區的平均轉向簡單的是該扇區內所有的每小時轉向值的平均 值。
作為轉向測量的例子，考慮在參考位置的在270°測量的特定時間 的風測量。在測試位置的相應的測量可能受到測試位置的物理地理特性的 影響，并且在275°測量，兩個位置之間的轉向是5。。通過提供平均轉 向測量，就能夠確定每個風速到適當扇區的適當分配(步驟320)。
如上所述，來自測試位置和參考位置中每一個的原始數據將包括關 于風速和風向的數據。為了提供轉向分析，過濾用于轉向分析的數據集， 以排除具有在任何位置處于其截止值之下的風速的記錄。用于該部分的截 止速度通常在4m/s和5m/s之間，即，用于風力渦輪機的一般較低的截止 速度。用于風轉向計算的動態截止值的提供并不像其對于風速來說那么重 要。
根據參考位置方向把余下的數據分扇區，并且計算每個扇區內的平 均"轉向"。關于每個扇區的中點計算平均轉向，接著線性內插技術被用 于提M個數據集點的適當轉向值。
接著將扇區的風速比率和轉向應用于長期參考位置數據，以產生用 于測試位置的長期頻率表(步驟325 )。該頻率表給出在特定時間確定特 定扇區中特定范圍內風測量的頻繁程度的指示。
在應用扇區比率和轉向時，它們被在扇區的中點應用，在中點之間 采用線性內插。這種內插技術是有益的，這是因為其滿足了相鄰扇區之間 的邊界上的變化。這種技^用于給出比將平均比率和轉向應用于扇區內 所有點更佳的結果。
應該理解，通過把來自兩個不同地理位置的數據排序并接著使這些 數據相關，就能夠在測試位置內插來自有限時間段的數據，以實現對未來 在該位置可以期望的風力資源的預測，這已經根據長期記錄,范化。一 旦已知關于未來氣象條件的信息，就能夠利用該信息以及來自風力渦輪機 的^Mt標準的信息來確定來自該測試位置的可能的輸出。
應該理解，分類速度lt據之間的所定義的關系或者其平滑形式，自 身可以用作兩個位置處(對于給定扇區)的速度之間的關系。實際上，由 于大量的數據和良好的方向相關性，這將是最佳的方法，準確地映射兩個 位置處不同的風速頻率分布。根據本發明的教導，發現在被用于相對短的相關時間段的方法的應用中，截止點之上的直線擬合的采用提供了用于外 推起始于測試位置的數據的有用測量。
能夠以許多不同的方式實現兩個數據集之間的相互關系，包括一種 或多種線擬合技術。可以借助于正交回歸實現線擬合。然而，已經發現一 種可以以計算有效的方式執行的特別有效的技術是一種遵循下述步驟并
且不需要速度數據的完全分類的技術。
1. 對于參考位置，對于給定的扇區，排除了處于截止速度之下的速
度。確定被排除的速度值的數量；稱該數量為X。
2. 在剩余的速度中，確定速度值的頂部(top) 50%的平均值和速 度值的底部(bottom)50。/。的平均值。確定每個50%中值的數量； 稱這些值為Yl和Y2 ( Yl或者等于Y2，或者與Y2差1 )。
3. 對于測試位置，最低的X個速度(如參照從參考位置的數據中排 除的速度的數量確定的)被排除，確定剩余i!JL的頂部50%和底 部50% (分別包含Y1個和Y2個值)的平均值。
4. 在該扇區的預測位置iUL相對參考位置速度的圖表中，擬合線是 穿過由頂部50%的平均值和底部50%的平均值給定的兩個質心 的線。
這種質心方法給出了對所有點的相等權重，因此在預測值中只有較 少的偏差。
應該理解，不同于一些現有技術，根據本發明的教導執行的方法不 排除在任何位置處于截止速度之下的速度的記錄，本發明教導關于參考位 置確定截止iUL，并且該截止速度被用于確定測試數據集中應該被排除的 值的數量。通過根據參考位置的值執行截止，例如通過利用上面的 'refCutoff，公式，就能夠根據能量生產來優化感興趣的速度范圍內的 擬合線。良好地適用于其位置的渦輪機一般具有該位置平均風速的一半的 區域內的截止速度。才艮據所建立的相關關系，預測位置處的平均速度的一 半將大致相應于參考位置處的平均速度的一半。然而，在高風速參考位置 處(平均值〉8m/s),處于平均值的一半之下的速度有助于建立關系，而在 低風速參考位置處，處于平均值的一半之上的速度顯著地受地方性風(其 可能不在預測位置處出現)影響。上述等式試圖考慮一些這樣的因素。
對于具有很少數據的扇區(主要與短的相關時間段有關)，上述的y=mx+b形式的線的擬合可能導致不實際的斜率。按照下述來避免該問題 (下面^f^i殳是每小時的數據；數量應該才艮據用于10分鐘的數據來調整)。
如果一個扇區中過濾的小時的數量至少為下述，則采用y=mx+b形 式的線。
臨界的小時數量=20+ (1-R (s)) *300
其中R(s)是該扇區中預測位置和參考位置之間的相關系數。
在其它情況下，如果在一個扇區中存在預定小時數量的數據，例如 至少5個過濾小時，則替代地使用通過原點和過濾的數據的質心的簡單直 線('y-mx，的形式)。
否則，使用斜率為1并且截距為0的線。
檢查用于每個扇區的、預測位置速度數據相對參考位置速度數據的 圖表和擬合線，關于各位置處的風特征和速度相關輸出可以是非常有益 的。
當為測試位置處可能資源的檢查提供長期數據格式時，長期時間序 列優選地是具有lm/s速度欄(bin)的頻率表。在修^til度欄時，如果假 i殳速度被均勻地分布到這些欄中，則這將導致隨后電力生產估計中的小的 正偏差(一般大約為0. 1-0.2%)。然而應該理解，由于該偏差與總的相關 誤差相比很小，因此頻率表仍然表示在估算電力生產中使用的合理的確定 量。
應該理解，這里所描述的是示例性的方法和用于執行這種方法的裝 置，在為關于其的數據集有限的特定位置提供風預測時，這種方法和裝置 是有用的。通過提供與其數據被擴展的位置的相關，就能夠外推所收集的 實際數據來表示未來的數據測量。以這種方式，可以估算風電場的一個或 更多渦^^機的未來操作狀況。由于特定渦輪機的能量輸出與渦輪機在其中 進行工作的狀況相關，因此就能夠提供風電場電力生產值的估計。盡管已 經參考示例性實施例描述了本發明，但是應該理解這種實施例被提供作為 本發明的教導的示例，本發明的教導不以任何方式受限制，除非才艮據附后 的權利要求是需要的。
應該理解，盡管已經描述了根據本發明的教導的系統和方法的示例 性特征，但是這種布置不被看作將本發明限制到這種特征。根據本發明教 導的用于確定風電場的電力生產的方法和裝置可以以錄L件、固件、硬件或其組合實現。在一種模式中，用于確定風電場的電力生產的方法和裝置以 軟件實現為可執行的程序，并且由一個或更多專用的或通用的數字計算機
執行，其中的數字計算機例如是個人計算機(PC、 IBM兼容的、A卯le兼 容的，或其它)、個人數字助理、工作站、微型計算機或主計算機。因此， 參考圖1描述的服務器或計算機130可以被看作表示任何計算機，其中用 于確定風電場電力生產的方法和裝置存在于或部分地存在于所述計算機 中。
通常，根據硬件體系結構，如所屬領域技術人員應該很好理解的， 這種計算機包括處理器、存儲器、以及通過本地接口可通信地耦接的一個 或更多輸入和/或輸出(I/O)設備(或外圍設備)。本地接口可以是，例 如但不限于， 一條或更多總線或其它有線或無線連接,如所屬領域已知的。 本地接口可以具有附加的元件，例如控制器、緩沖器(高速緩存器)、驅 動器、轉發器以及接收器，以實現通信。而且，本地接口可以包括地址、 控制和/或數據連接，以使得可在其它計算機組件中實現適當的通信。
處理器140是用于執行軟件，特別是存儲在存儲器中的軟件的硬件 設備。處理器140可以是任何定制的或商業上可得到的處理器、中央處理 單元(CPU)、與計算機300關聯的幾個處理器中的備用處理器、基于半導 體的微處理器(以微芯片或芯片組的形式)、宏處理器，或一般地用于執 行軟件指令的任何設備。合適的商業上可以得到的微處理器的例子是來 自Hewlett-Packard公司的PA-RISC系列微處理器、來自Intel公司的 80x86或Pentium系列微處理器、來自IBM公司的PowerPC微處理器、來 自Sun Microsystems公司的Sparc微處理器，或來自Motorola公司的 68xxx系列微處理器。處理器302還可以表示分布式的處理體系結構，例 如但不限于，S(JL、 Smalltalk、 APL、 KLisp、 Snobol、 Developer 200、 MUMPS/Magic。
存儲器可以包括易失性存儲元件(例如，隨M取存儲器UAM， 例如DRAM、 SRAM、 SDRAM等))和非易失性存儲元件(例如，R0M、硬盤驅 動器、磁帶、CDR0M等)中的任何一個或其組合。而且，存儲器可以包括 電、磁、光，和/或其它類型的存儲介質。存儲器可以具有分布式體系結 構，其中不同的組件遠離于彼此設置，但是仍然可以通過處理器140訪問。
存儲器140中的軟件可以包括一個或更多獨立的程序。這些獨立的 程序包括用于實現邏輯功能的可執行指令的有序列表。在此前所描述的例子中，存儲器中的軟件包括用于確定風電場電力生產的方法和裝置的一個
或更多組件，并且可以在適當的IMt系統(o/s)上執行。適當的商業上
可以得到的操作系統的非窮舉列表是(a)可從Microsoft公司得到的 Windows操作系統；(b)可從Novell/>司得到的Netware操作系統；(c) 可從A卯le Computer/〉司得到的Macintosh操作系統；(d)可從許多廠 商，例如Hewlett-Packard 7>司、Sun Microsystems公司以及AT&T公司 購買得到的UNIX操作系統；(e)在互聯網上容易得到的免費軟件LINUX 操作系統；(f)來自WindRiver Systems 乂〉司的運行時間Vxworks操作系 統；或者(g)基于設備的操作系統，例如在手持計算機或個人數字助理 (PDA )中運行的操作系統(例如，可從Palm Computing公司得到的PalmOS 操作系統，以及可從Microsoft公司得到Windows CE)。操作系統主要控 制例如由本發明的教導提供的其它計算機程序的運行，并提供調度、輸入 -輸出控制、文件和數據管理、存儲器管理以及通信控制和相關服務。
根據本發明的教導提供的裝置可以包括作為源程序、可執行程序 (目標代碼)、腳本或包括將被執行的指令集的其它任何實體而提供的組 件。當包括源程序時，需M助于可能包括在或不包括在存儲器中的編譯 器、匯編器、解釋器等來翻譯該程序，以便結合0/S正確地進行操作。而 且，根據本發明的教導實現的方法可以M示為(a)面向對象的編程語 言，其具有數據類和方法類，或(b)程序化編程語言，其具有例程、子 例程和/或函數，例如但不P艮于，C、 C++、 Pascal、 Basic、 Fortran、 Cobol、 Perl、 Java, 以及Ada。
計算機的1/0設備和組件可以包括輸入設備，例如但不限于，用于 PLC的輸入模塊、鍵盤、鼠標、掃描儀、麥克風、觸摸屏、用于各種醫療 設備的接口、條形碼讀取器、觸控筆、激光讀取器、射頻設備讀取器等。 而且，1/0設備也可以包括輸出設備，例如但不限于，用于PLC的輸出模 塊、打印機、條形碼打印機、顯示器等。最后，1/0設備還可以包括傳送 輸入與輸出的設備，例如但不限于，調制器/解調器(調制解調器；用于 訪問其它設備、系統或網絡)、射頻(RF)或其它收發器、電話接口、橋 接器以及路由器。
當以軟件實現用于確定風電場電力生產的方法，例如處理在圖3中 提供的方法時，應該注意這種軟件可以被存儲在任何計算機可讀介質上， 以由任何計算機相關的系統或方法使用或與任何計算機相關的系統或方 法結合使用。在本文的上下文環境中，計算機可讀介質是電、磁、光，或可以包含或存儲計算機程序的其它物理設備或裝置，其中計算M序由計
算^目關的系統或方法使用或與計算^W目關的系統或方法結合使用。這種 配置可以被包含在任何計算機可讀介質中，以由指令執行系統、裝置或設 備使用或與其結合使用，所述系統例如是基于計算機的系統、包含處理器 的系統，或可以從指令執行系統、裝置，或設備取出指令并執行這些指令 的其它系統。在本文的上下文環境中，"計算機可讀介質"可以是能夠存 儲、傳送、傳播或傳遞程序的任何裝置，所述程序由指令執行系統、裝置 或設務使用或與其結合使用。計算機可讀介質可以是，例如但不限于，電、 磁、光、電磁、紅外，或半導體系統、裝置、設備或傳播介質。計算機可
讀介質的更具體的例子(非窮舉列表)將包括下述具有一條或更多線路 的電連接件(電的)、便攜式計算M盤(磁的)、隨M取存儲器(RAM)
(電的)、只讀存儲器(ROM)(電的)、可擦除可編程只讀存儲器(EPR0M、 EEPR0M或閃存)(電的)、光纖(光的)，以及<更攜式緊*^盤只讀存儲器
(CDR0M)(光的)。注意，計算機可讀介質甚至可以是紙或者可以在其上 打印程序的其它適當的介質，因為程序可以通過例如對紙或其它介質的光 學掃描而被以電子方式捕獲，接著被編譯、解釋或如果需要在其它情況下 以適當的方式進行處理，并接著被存儲在計算機存儲器中。
附圖，例如圖1或3中的任何進程描述或塊應該被理解為表示模塊、 程序段，或代碼的部分，其包括用于實現進程中的特定邏輯功能或步驟的 一條或更多可執行指令，并且可替換的實現方式被包括在本發明的實施例 的范圍內，其中可以不同于所示或所述的順序執行各功能，包括實質上同 時地或按反向順序，這取決于所涉及的功能，如所屬領域普通技術人員應 該理解的那樣。
應該強調的是，本發明的上述實施例，尤其是任何"優選"實施例 是實現方式的可能的例子，僅僅是為了清楚地理解本發明的原理而闡述 的。可以對上述的實施例進行多種變化和修改，而實質上不脫離本發明的 精神和原理。旨在4吏這里所有的這種<務改被包括在>^^開和本發明的范圍 內，并且受下述權利要求的保護。
詞語"包括"/ "包含"當使用在本說明書中時，是明確說明所述 特征、整體、步驟或組件的存在，而不是排除一個或更多其它特征、整體、 步驟、組件或其組合的存在或添加。
權利要求
1.一種用于確定風電場電力生產的方法，所述方法包括以下步驟a.確定風電場測試位置和相應的參考位置，其中用于參考位置的歷史氣象數據是可得到的；b.為測試位置和參考位置兩者收集表示風速和風向的氣象數據集達特定的時間段；c.將用于參考位置和測試位置中每一個的所收集的數據集分為表示風向的兩個或更多方向扇區；d.對于每個方向扇區將該扇區內的風速分類為有等級的次序，以便為參考位置和測試位置的每一個中的每個扇區提供分類的數據集；e.在相應的測試位置扇區和參考位置扇區中的分類的數據集之間建立關系；f.利用所建立的關系提供對測試位置處的未來氣象條件的估計；g.利用測試位置處的未來氣象條件的估計來確定該位置的電力生產。
2. 如權利要求l所述的方法，其中將數據分為兩個或更多方向扇區 的步驟包括建立表示同時在測試位置和參考位置的每一個處收集的風數 據之間的風向偏差的風轉向量。
3. 如權利要求l所述的方法，其中分類風速的步驟包括建立截止值， 由此在隨后建立關系時丟棄處于某個值之下的風速。
4. 如權利要求3所述的方法，其中所述截止值的建立是僅參照參考 位置進行的，所述方法包括在測試位置數據中丟棄與在參考位置數據中丟 棄的值的數量相同數量的值。
5. 如權利要求4所述的方法，其中所述截止值是根據參考數據集中 的數據集點的數量而生成的動態值。
6. 如權利要求2所述的方法，其中風轉向量的建立對通過丟棄處于 確定的截止值之下的值而被減少的數據集產生影響。
7. 如權利要求6所述的方法，其中所述截止值與將在測試位置使用 的風力渦輪機的操作性能有關。
8. —種用于確定風電場電力生產的裝置，所述裝置包括a. 第一數據存儲器，其包括表示用于參考位置的風速和風向的數據， 所述參考位置具有在第一時間段內限定的氣象數據；b. 第二數據存儲器，其具有表示用于至少一個測試位置的風速和風 向的數據，所述至少一個測試位置具有在第二時間段內限定的氣象數據， 所述第二時間段短于所述第 一時間短；c. 被配置為與第一數據存儲器和第二數據存儲器接口，以用于將第 一數據存儲器和第二數據存儲器的每一個中的數據分到表示風向的兩個 或更多方向扇區的計算機邏輯單元；d. 被配置為與每個方向扇區內的數據接口以將該扇區內的風速分類 為有等級的次序，以便為參考位置和測試位置的每一個中的每個扇區提供 分類的數據集的計算機邏輯單元；e. 被配置為在相應的測試位置扇區和參考位置扇區中的分類的數據 集之間建立關系的計算機邏輯單元；f. 被配置為利用所建立的關系來提供對測試位置處的未來氣象M 的估計的計算機邏輯單元；g. 被配置為利用對測試位置的未來氣象條件的估計來確定該位置的 電力生產的計算機邏輯單元。
9. 如權利要求8所述的裝置，其包括被配置成為兩個或更多方向扇 區中的每一個建立表示在相同時刻、在測試位置和參考位置中的每一個處 收集的風數據之間的風向偏差的風轉向量的計算^UE輯單元。
10. 如權利要求8所述的裝置，其中被配置為用于將風速分類的所述 計算機邏輯單元包拾故配置為提供截止值的邏輯單元，在由此在隨后所述 關系的建立中丟棄處于某個值之下的風速。
11. 如權利要求10所述的裝置，其中所述計算M輯單元被配置為 僅參照參考位置建立截止值，所述邏輯單元進一步被配置為實現在測試位 置數據中丟棄與參考位置數據中丟棄的值的數量相同數量的值。
12. 如權利要求10所述的裝置，其中所述截止值是作為參考數據集 內的數據集點的數量的比例而產生的動態值。
13. 如權利要求9所述的裝置，其中被配置為建立風轉向量的所述計 算機邏輯單元可在數據集上進行操作，所述數據集通it^參考數據存儲器和測試數據存儲器的每一個中丟棄處于確定的截止值之下的值而被減小。
14. 如權利要求13所述的裝置，其中所述計算機邏輯單元利用與將 在測試位置處使用的風力渦輪機的操作性能有關的截止值。
15. 如權利要求8所述的裝置，其中所述參考數據存儲器可用于多個 測試位置。
16. —種被配置為提供來自氣象數據為有限的一個或更多測試位置的 電力生產的估計的裝置，所述裝置被配置為將從一個或更多數據測試位置 收集的數據與在相應的時間段從參考位置收集的數據比較，所述比較包括 將來自測試位置和參考位置的每一個的風速數據分類為有等級的數據集， 從而建立用于測試位置和參考位置的每一個的風頻率分布，所述裝置進一 步被配置為在同時在測試位置和參考位置的每一個收集的數據之間建立 關系，以提供各個位置之間的相互關系，并且利用所i^目關關系結合來自 參考位置的歷史數據來提供在一個或更多測試位置的未來氣象條件的指 示，所述未來氣象條件與來自各個測試位置的可能電力生產有關。
17. —種計算機程序，當其在計算機上運行時被配置為執行下述步驟a. 為測試位置和參考位置收集表示風速和風向的氣象數據集達一特 定的時間段；b. 將用于參考位置和測試位置中每一個的所收集的數據集分為表示 風向的兩個或更多方向扇區；c. 對于每個方向扇區將該扇區內的風速分類為有等級的次序，以便 為參考位置和測試位置的每一個中的每個扇區提供分類的數據集；d. 在相應的測試位置扇區和參考位置扇區中的分類的數據集之間建立關系；e. 利用所建立的關系提供對測試位置處的未來氣象條件的估計；f. 利用測試位置處的未來氣象條件的所述估計來確定該位置的電力 生產。
全文摘要
本發明描述了一種用于提供風電場電力生產值的方法和裝置。這種配置在提供來自測試位置的可能的電力生產值的指示中是有用的，其中在測試位置具有有限的可用氣象數據。通過將測試位置與參考位置相關聯(對于參考位置具有擴展的可用數據)，就能夠利用來自參考位置的數據提供對未來風況的估計，并且因此提供對可以用在該位置的電力生產中的可能的風力資源的估計。
文檔編號G06F19/00GK101320099SQ200810093788
公開日2008年12月10日 申請日期2008年4月18日 優先權日2007年4月27日
發明者夏蘭·金, 布賴恩·赫爾利 申請人:安粹控股有限公司