public const double NOMINAL_AIR_DENSITY = 1.2041; // кг/м3
/// <summary>
/// расчет мощностной характеристики на основе основных параметров ВЭУ
/// </summary>
/// <param name="selectedEquipment"></param>
/// <returns></returns>
public static Dictionary <double, double> CalculatePerformanceCharacteristic(EquipmentItemInfo selectedEquipment)
{
if (!selectedEquipment.EnoughDataToCalculateCharacteristic)
{
throw new WindEnergyException("Недостаточно данных для расчета мощностной характеристики");
}
LinearInterpolateMethod interpolator = new LinearInterpolateMethod(new Dictionary <double, double>()
{
{ 0, 0 },
{ selectedEquipment.MinWindSpeed, 0 },
{ selectedEquipment.NomWindSpeed, selectedEquipment.Power },
{ selectedEquipment.MaxWindSpeed, selectedEquipment.Power },
{ selectedEquipment.MaxWindSpeed + MIN_WIND_SPEED_STEP, 0 },
{ 31, 0 },
});
Dictionary <double, double> res = new Dictionary <double, double>();
for (double speed = 1; speed <= 30; speed++)
{
res.Add(speed, interpolator.GetValue(speed));
}
return(res);
}
/// <summary>
/// выбор микроклиматического коэффициента рельефа по средней скорости и стратификации атмосферы
/// </summary>
/// <param name="speed">скорость ветра </param>
/// <param name="microclimateCoefficient"></param>
/// <param name="atmosphereStratification"></param>
/// <returns></returns>
private static double selectMicroclimateCoefficient(double speed, MicroclimateItemInfo microclimateCoefficient, AtmosphereStratification atmosphereStratification)
{
Diapason <double> diap;
double res;
if (speed <= 5)
{
diap = atmosphereStratification == AtmosphereStratification.Stable ? microclimateCoefficient.Stable_3_5 : microclimateCoefficient.Unstable_3_5;
res = LinearInterpolateMethod.LinearInterpolation(3, 5, diap.From, diap.To, speed);
}
else
{
diap = atmosphereStratification == AtmosphereStratification.Stable ? microclimateCoefficient.Stable_6_20 : microclimateCoefficient.Unstable_6_20;
res = LinearInterpolateMethod.LinearInterpolation(6, 20, diap.From, diap.To, speed);
}
if (res < 0)
{
throw new Exception("Отрицательный коэффициент после интерполяции");
}
return(res);
}
private void buttonSave_Click(object sender, EventArgs e)
{
if (Result.Count == 0)
{
_ = MessageBox.Show(this, "Для сохранения надо добавить хотя бы одну точку в характеристику", "Редактирование мощностной характеристики", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Warning);
return;
}
Result[0] = 0;
Result[maxSpeed + 1] = 0;
LinearInterpolateMethod interpolator = new LinearInterpolateMethod(Result);
for (int i = 1; i <= maxSpeed; i++)
{
Result[i] = interpolator.GetValue(i);
}
_ = Result.Remove(0);
_ = Result.Remove(maxSpeed + 1);
this.DialogResult = DialogResult.OK;
Close();
}
/// <summary>
/// подготовка функций для интерполирования
/// </summary>
private void prepareIterpolators()
{
if (param.Method == InterpolateMethods.NearestMeteostation && param.Coordinates.IsEmpty)
{
throw new Exception("Для этого метода интерполяции необходимо указать расчетную точку на карте");
}
//ПОДГОТОВКА ФУНКЦИЙ
Dictionary <double, double>
speedFunc = new Dictionary <double, double>(), //функция скорости
directsFunc = new Dictionary <double, double>(), //функция направления
wetFunc = new Dictionary <double, double>(), //функция влажности
tempFunc = new Dictionary <double, double>(), //функция температуры
pressFunc = new Dictionary <double, double>(); //функция давления
//заполнение известными значениями функции
foreach (var item in Range)
{
double timeStamp = item.DateArgument;
if (speedFunc.ContainsKey(timeStamp))
{
throw new ApplicationException("В ряде наблюдений есть повторяющиеся даты. Восстановление невозможно, попробуйте проверить ряд на ошибки.");
}
if (!double.IsNaN(item.Speed))
{
speedFunc.Add(timeStamp, item.Speed);
}
if (!double.IsNaN(item.Direction) && item.Direction > 0)
{
directsFunc.Add(timeStamp, item.Direction);
}
if (!double.IsNaN(item.Wetness))
{
wetFunc.Add(timeStamp, item.Wetness);
}
if (!double.IsNaN(item.Temperature))
{
tempFunc.Add(timeStamp, item.Temperature);
}
if (!double.IsNaN(item.Pressure))
{
pressFunc.Add(timeStamp, item.Pressure);
}
}
//ПОДГОТОВКА ИНТЕРПОЛЯТОРОВ
//создание интерполяторов функций скорости, направления, температуры, влажности
switch (param.Method)
{
case InterpolateMethods.Linear:
methodSpeeds = new LinearInterpolateMethod(speedFunc);
methodDirects = new LinearInterpolateMethod(directsFunc);
methodTemp = new LinearInterpolateMethod(tempFunc);
methodWet = new LinearInterpolateMethod(wetFunc);
methodPress = new LinearInterpolateMethod(pressFunc);
break;
case InterpolateMethods.Stepwise:
methodSpeeds = new StepwiseInterpolateMethod(speedFunc);
methodDirects = new StepwiseInterpolateMethod(directsFunc);
methodTemp = new StepwiseInterpolateMethod(tempFunc);
methodWet = new StepwiseInterpolateMethod(wetFunc);
methodPress = new StepwiseInterpolateMethod(pressFunc);
break;
case InterpolateMethods.NearestMeteostation:
if (param.BaseRange != null)
{
//проверяем заданный ряд на возможность восстановления с помощью него
bool f = NearestMSInterpolateMethod.CheckNormalLaw(param.BaseRange, Vars.Options.NormalLawPirsonCoefficientDiapason);
if (f)
{
baseRange = param.BaseRange;
}
else
{
throw new WindEnergyException("Этот ряд не может быть использован так как он не подчиняется нормальному закону распределения");
}
}
else
{
//ищем подходящую МС из ближайших и получаем её ряд. Если подходит, то ошибки нет
baseRange = NearestMSInterpolateMethod.TryGetBaseRange(Range, param.Coordinates, out r, null);
}
methodSpeeds = new NearestMSInterpolateMethod(speedFunc, baseRange, MeteorologyParameters.Speed, param.ReplaceExistMeasurements);
methodDirects = new LinearInterpolateMethod(directsFunc);
methodTemp = new LinearInterpolateMethod(tempFunc);
methodWet = new LinearInterpolateMethod(wetFunc);
methodPress = new LinearInterpolateMethod(pressFunc);
break;
default: throw new Exception("Этот метод не реализован");
}
//новый интервал наблюдений в минутах
int newInterval = (int)param.Interval;
//метки времени для нового ряда
newRangeX = new List <double>();
double start = speedFunc.Keys.Min();
double end = speedFunc.Keys.Max();
for (double i = start; i <= end; i += newInterval)
{
newRangeX.Add(i);
}
}
/// <summary>
/// основной расчет для ВЭУ по заданному ряду
/// </summary>
/// <param name="range"></param>
/// <param name="equipment"></param>
/// <param name="h"></param>
/// <param name="startHeight"></param>
/// <param name="ams">выбранная АМС для пересчета на высоту или null, если не надо проводить пересчет</param>
/// <param name="needRecalcWithAirDensity"></param>
/// <returns></returns>
public async static Task <PowerCalculatorResult> Calculate(RawRange range, EquipmentItemInfo equipment, double h, double startHeight, SuitAMSResultItem ams, bool needRecalcWithAirDensity)
{
//пересчитать ряд на высоту h (считаем, что ряд на высоте startHeight)
//расчитать Ni для каждого наблюдения
//расчитать основные показатели Э, kиум, Эуд, hиум
//расчитать кривую обеспеченности
//проверка, надо ли пересчитывать скорости ветра на высоту
RawRange altedRange;
if (ams != null)
{
altedRange = await RangeElevator.ProcessRange(range, new ElevatorParameters()
{
ToHeight = h,
Coordinates = range.Position,
HellmanCoefficientSource = HellmanCoefficientSource.AMSAnalog,
SelectedAMS = ams,
FromHeight = startHeight
});
}
else
{
altedRange = range;
}
//если надо, то пересчитываем мощностную характеристику с учетом плотности воздуха
Dictionary <double, double> characteristic;
if (needRecalcWithAirDensity)
{
characteristic = RecalcPerfomanceCharacteristicWithAirDensity(range.AirDensity, equipment.PerformanceCharacteristic, equipment);
}
else
{
characteristic = equipment.PerformanceCharacteristic;
}
//расчет мощности для каждого наблюдения и годовой выработки
LinearInterpolateMethod interpolator = new LinearInterpolateMethod(characteristic);
Dictionary <double, double> production = new Dictionary <double, double>();
Dictionary <DateTime, double> productionRange = new Dictionary <DateTime, double>();
Dictionary <Months, double> energyByMonth = new Dictionary <Months, double>();
double totalE = 0;
for (int i = 0; i < altedRange.Count; i++)
{
RawItem item = altedRange[i];
double N;
if (!interpolator.InBounds(item.Speed))
{
N = 0; //мощность в кВт
}
else
{
N = interpolator.GetValue(item.Speed); //мощность в кВт
}
production.Add(item.DateArgument, N);
productionRange.Add(item.Date, N);
//расчет выработки
if (i > 0)
{
double energyBit = N * (item.DateArgument - altedRange[i - 1].DateArgument) / 60; //перевод в часы (DateArgumet в минутах)
totalE += energyBit; //суммарная выработка в кВт*ч
//выработка по месяцам
Months month = (Months)item.Date.Month;
if (energyByMonth.ContainsKey(month))
{
energyByMonth[month] += energyBit;
}
else
{
energyByMonth.Add(month, energyBit);
}
}
}
//поскольку ряд мб произвольной длины, то надо привести выработку к среднегодовой
//коэффициент пересчета к одному году
double yearKoeff = 8760 / ((altedRange.Last().Date - altedRange.First().Date).TotalHours);
double E = totalE * yearKoeff;
//коэфф использования установленной мощности
double kium = E / (equipment.Power * 8760); //выработка уже приведена к году, используем как есть
//удельная выработка
double Edensity = E / (Math.PI * Math.Pow(equipment.Diameter, 2) / 4); // Эгод/Fом
//число часов использования установленной мощности
double hium = E / equipment.Power; //выработка уже приведена к году, используем как есть
PowerCalculatorResult result = new PowerCalculatorResult()
{
YearEnergy = E,
TotalEnergy = totalE,
EnergyByMonth = energyByMonth,
EDensity = Edensity,
Kium = kium,
Hium = hium,
SupportingPower = calculateSupportingPower(production),
Production = productionRange,
Equipment = equipment,
TowerHeight = h,
Range = range
};
return(result);
}
