Page 49 - 电力与能源2023年第三期

苏智超：基于深度学习的风电机组风向预测方法研究 243

风向相关性应尽可能高； 示从此点吹向圆心方向的风的频率的大小，距离
（2）根据风电场当前状态下的风向，选取上游 越 近 则 频 率 越 小 。 某 地 风 向 玫 瑰 图 示 例 如 图 7
风 机 作 为 关 联 种 子 风 机 ，下 游 风 机 作 为 待 预 测 所示。
风机；
（3）关联种子风机和待预测风机的直线距离

不应太远。
3.3 风电场风向分布的季节特性
在关联种子的选取中，要求将上游风机选为
关联种子，用来预测下游风机，然而风电场的风向
随时间变化明显，准确判断风机的上下游关系并
不容易。某一地区的风向分布情况和季节存在密

切的关系，每个季节都存在主导风向，这为根据季
节判定风机的上下游关系提供了理论依据。
3.3.1 风玫瑰图基本原理 图 7 某地风向玫瑰图示例
风是矢量，不仅大小（风速）在时间上呈现周 3.3.2 风玫瑰图试验结论
期分布，而且在方向（风向）上也具有一定的周期 在某风电场提供的风向数据中，风向绝对值
分布规律。瞬时风向时刻都在变化，无法预测，但 为矢量，用 0°~360 °之间的任一整数表示当前时
对某一地点的平均风向进行长时间的连续记录， 刻风向相对于该偏航系统 0° 处的顺时针偏转值。

就可以得到各种风向的累计分布图。在风能利用 将某风电场其中 1 个月共计 4 224 组风向数
中，描述风向统计特性的参数是风向频率。把在 据进行风玫瑰图试验，得出风机 14、风机 23、风机
某一时期内（一月、一季、一年或多年），风向在某 24 的风玫瑰图如图 8 所示。
个方向的累计次数占该周期内所有风向（包括静

风）累计总次数的百分比称作风向频率，即：
某风向频率=（某风向出现次数/风向的总观测
次数）×100% （1）
风向频率通常用风向频率玫瑰图（因图形酷
似玫瑰花朵而得名）表示，简称风向玫瑰图或风玫
瑰图。它是根据某一地区在一定时期内（一月、一
季、一年或多年），风在各个方向的累计百分数值，
按一定比例在极坐标图上绘制的，多用 16 个罗盘 图 8 风机 14、风机 23、风机 24 的风玫瑰图
方位表示。最常见的风向玫瑰图是一个圆，从圆 每台风机的风向零位不同，导致不同风机的

心等角度均匀地引出 16 条射线，它们代表 16 个不 主导风向方向范围存在差异，但是可以证明在风
同的方向，每个方向的跨度为 22.5°，大于 348.75° 向零位一致的前提下，同一风场各风机具有相似
或小于 11.25° 为第一个方向，大于 11.25° 且小于 形状的风玫瑰图。
33.75° 为第二个方向，以此类推。一般情况下以 3.4 风机偏航事件相关性求取

正北为基准，按顺时针方向旋转，东风为 90°，南风 风机的偏航指令与风向有着直接关系，偏航
为 180°，西风为 270°，北风为 360°。每条射线的长 系统根据测得的风向发布偏航指令，包括顺时针
度与这个方向的风向频率成正比，静风的频率在 偏航、逆时针偏航、不偏航，将其称为偏航事件。
圆点处。风玫瑰图射线上的点离圆心的远近，表 根据偏航系统提供的机舱风速绝对值与风向绝对