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龙图腾网恭喜中国大唐集团科学技术研究院有限公司中南电力试验研究院申请的专利一种基于测量风速的矩阵式风电场场级有功功率控制系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114357779B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-02发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210016706.1，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权一种基于测量风速的矩阵式风电场场级有功功率控制系统是由蔡高原;李兵兵;王大伟;魏庆海;王辉;赵国良设计研发完成，并于2022-01-07向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于测量风速的矩阵式风电场场级有功功率控制系统在说明书摘要公布了：本发明涉及一种基于测量风速的矩阵式风电场场级有功功率控制系统，通过设置不断更新迭代的场级运行决策库，利用精准测风装置识别准确的来流风况，查找场级运行决策库中各风机偏航目标夹角，并通过场级控制系统和风机主控系统下发、执行风机偏航目标夹角；该系统采用动态更新的场级运行决策库，在模拟计算出场级运行决策库初始值后，每一个运行T时段利用上一个运行T时段内的运行结果进行动态更新，减少场级运行决策库的模拟计算偏差；同时该系统采用矩阵式风电场场级有功功率最优控制，基于矩阵式风电场全场最大功率跟踪，实现风机偏航角度的控制，从而通过改变前排风机的偏航角度，减小风机间的影响与干扰，降低矩阵式风电场尾流损失。

本发明授权一种基于测量风速的矩阵式风电场场级有功功率控制系统在权利要求书中公布了：1.一种基于测量风速的矩阵式风电场场级有功功率控制系统，其特征在于，该系统包括精准测风系统、场级运行决策库、场级控制系统和风机主控系统，其中：精准测风系统：用于测量前排风机的准确风速、风向的实时来流风况，并依据实时来流风向，搜索场级运行决策库，匹配与所述实时来流风况对应的风电场各风机偏航目标夹角；场级运行决策库：包括各来流风况下的风电场场级有功功率最优时的风机偏航目标夹角，并不断更新迭代；场级控制系统：调用当前来流风况下风机偏航目标夹角，并将风机偏航目标夹角下发给各风机主控系统；风机主控系统：依据偏航目标夹角调整风机的偏航系统至目标角度，并保持该状态运行；所述精准测风系统包括设置在哨兵风机上的精准测风装置，可以获取风机前方准确的来流风速、风向的实时来流风况；所述哨兵风机为设置在矩阵式风电场四个角落的风机，即风机a11、am1、a1n、amn为四个哨兵风机，每个哨兵风机上均安装有精准测风装置；依据来流风向，将0-360°等量划分为四个区间，分别对应矩阵式风电场的四个哨兵风机，根据来流风向所在区间，确定第一哨兵风机，并依据第一哨兵风机的精准测风系统，获取准确来流风况；所述场级运行决策库初始值计算过程为：依据来流风速，基于单风机尾流模型、单风机偏航尾流模型和多风机偏航尾流迭加模型，得出风电场其他风机的计算风速：基于单风机尾流模型，计算风机尾流速度分布，得出风机尾流亏损Δv： 式中：Δv为风机尾流亏损，V∞为来流风速，CT为风机推力系数，σ为尾流特征宽度，r0为风轮半径，d0为叶轮直径；基于单风机偏航尾流模型，计算得出在偏航状态下风机尾流分布： 式中：yd为风机尾流中心偏移量，θ为偏航夹角，k为尾流扩张系数，x为尾流核心区长度；基于多风机偏航尾流迭加模型，计算得出多风机影响下的风机尾流亏损ΔV： 式中：ΔV多风机影响下的风机尾流亏损，为第i个风机孤立运转时的尾流特征传播速度，VC为多风机运转合成后的尾流特征传播速度，ui为第i个风机孤立运转时的尾流速度；对应到风机aij时，其计算风速为vij：vij＝V∞-ΔVij式中：vij为风机aij的计算风速，ΔVij为风机aij的尾流亏损；根据计算风速推导出各风机的计算有功功率，求得当前风况下全场有功功率之和的最大值，得出全部风机偏航目标夹角，具体为：风机的偏航角度与来流风向的夹角为偏航夹角θ，风机的偏航夹角发生变化时，风机的计算风速均将发生变化，当矩阵式风电场全场风机的偏航夹角为时，对应的各风机的计算风速为计算有功功率且式中：θij为风机aij的偏航夹角，vijθij为风机aij的计算风速，Pijθij为风机aij的计算有功功率，ρ空气密度，A为风轮扫风面积，CP为风能利用系数；矩阵式风电场场级有功功率之和为P，其为控制优化的目标函数为： 式中：P为矩阵式风电场场级有功功率之和，Pijθij为风机aij的计算有功功率，m为矩阵式风电场的风机行数，n为矩阵式风电场的风机列数；利用蒙特卡洛模拟的粒子群优化算法对目标函数进行寻优求解，得出当前风况下全场各台风机偏航目标夹角；所述场级运行决策库更新迭代的过程为：在下一个运行T时段利用上一个运行T时段内的运行结果进行动态更新，具体更新步骤如下：定义除第一哨兵风机外的其他三个哨兵风机为校正风机，其中第一哨兵风机斜对角的哨兵风机为主校正风机，其他两个哨兵风机为从校正风机，当风机a11为第一哨兵风机时，则风机amn为主校正风机，风机am1和a1n为从校正风机，利用校正风机的精准测风系统，对计算风速进行校正得到各风机的有效风速，从校正风机am1完成a11,am1这一列风机的计算风速校正，从校正风机a1n完成a11,a1n这一行风机的计算风速校正，主校正风机amn、从校正风机am1、从校正风机a1n完成矩阵式风电场其余所有风机的计算风速校正；以a11为第一哨兵风机为例，则风机amn为主校正风机、风机am1和a1n为从校正风机；从校正风机am1完成a11,am1这一列风机的计算风速校正步骤：读取T时段内从校正风机am1的实际测量风速和计算风速vm1t，则t时刻从校正风机am1的校正系数km1t为： 对T时段内所有的校正系数进行计算，得到T时段内从校正风机am1的平均校正系数km1T为： 则T,2T时段内，a11,am1列风机中风机ai1的实际校正系数ki1T为： 从校正风机a1n完成a11,a1n这一行风机的计算风速校正步骤：读取T时段内从校正风机a1n的实际测量风速和计算风速v1nt，则t时刻从校正风机a1n的校正系数k1nt为： 对T时段内所有的校正系数进行计算，得到T时段内从校正风机a1n的平均校正系数k1nT为： 则T,2T时段内，a11,a1n行风机中风机a1j的实际校正系数k1jT为： 主校正风机amn、从校正风机am1、从校正风机a1n完成风机的计算风速校正步骤：读取T时段内主校正风机amn的实际测量风速和计算风速vmnt，则t时刻主校正风机amn的校正系数kmnt为： 对T时段内所有的校正系统进行计算，得到T时段内主校正风机amn的平均校正系统kmnT为： 根据前边推导，T时段内从校正风机am1的平均校正系数km1T为： 根据前边推导，T时段内从校正风机a1n的平均校正系数k1nT为： 则T,2T时段内，风机中风机aij的实际校正系数kijT为：kijT＝λ11+λm1km1T+λ1nk1nT+λmnkmnTλ11+λm1+λ1n+λmn＝1 综上三种情况，风机aij的实际校正系数kijT为： 依据上式求出每个时间段内风机计算风速的校正系数kij，并计算出各风机有效风速Vij：Vij＝kij*vij根据有效风速计算出各风机的有效有功功率，求得当前风况下全场有功功率之和的最大值，即可得出全部风机偏航目标夹角；具体方法为：当矩阵式风电场全场风机的偏航夹角为时，对应的各风机的有效风速为有效有功功率且式中：θij为风机aij的偏航夹角，Vij为风机aij的有效风速，为风机aij的有效有功功率，ρ空气密度，A为风轮扫风面积，CP为风能利用系数；矩阵式风电场场级有功功率之和为P1，其为控制优化的目标函数： 式中：P1为矩阵式风电场场级有功功率之和，为风机aij的计算有功功率，m为矩阵式风电场的风机行数，n为矩阵式风电场的风机列数；采用蒙特卡洛模拟的粒子群优化算法对矩阵式风电场场级有功功率目标函数进行寻优求解，得出当前风况下全场各台风机偏航目标夹角；从而得出不同风速、风况下风电场全场各台风机偏航目标夹角，并将该结果储存至场级运行决策库，随着风电场的运行，每隔T时间间隔，场级运行决策库根据上一个T时间间隔进行一次动态更新，通过以上步骤完成场级运行决策库动态更新。

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