基于數(shù)值天氣預(yù)報(bào)和計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的風(fēng)資源評(píng)估方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于數(shù)值天氣預(yù)報(bào)和計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的風(fēng)資源評(píng)估方法，該方法利用數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式模擬選定年份的風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域風(fēng)速情況，獲得包括風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速風(fēng)向時(shí)間變化序列的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)結(jié)果；從所述數(shù)值天氣預(yù)報(bào)結(jié)果中選取一個(gè)或多個(gè)格點(diǎn)的風(fēng)速風(fēng)向時(shí)間變化序列，輸入計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的軟件，CFD軟件，計(jì)算得到全風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)資源情況；相對(duì)中尺度數(shù)值模式與微尺度數(shù)值模式的結(jié)合方法，該方法對(duì)風(fēng)電場(chǎng)在微觀的層面上進(jìn)行了更精準(zhǔn)的物理求解和計(jì)算，同時(shí)考慮了復(fù)雜地形和尾流效應(yīng)對(duì)風(fēng)速衰減或湍流增加的作用；相較于只用CFD軟件的風(fēng)資源評(píng)估，該方法結(jié)合數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式的結(jié)果，可提供更多CFD軟件結(jié)果點(diǎn)的輸入。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于數(shù)值天氣預(yù)報(bào)和計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的風(fēng)資源評(píng)估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)與控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及應(yīng)用于風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源評(píng)估方面。 【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，能源需求成倍增長(zhǎng)。在可再生能源的開(kāi)發(fā)利用中，風(fēng)能 已成為目前世界上最引人注目的新能源，而風(fēng)力發(fā)電是目前技術(shù)最為成熟、最具有大規(guī)模 開(kāi)發(fā)和商業(yè)化發(fā)展前景的利用方式。
[0003]在風(fēng)能資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中，前期的風(fēng)能資源評(píng)估、風(fēng)電場(chǎng)選址極為重要。場(chǎng)址選擇的 關(guān)鍵問(wèn)題是要真正了解風(fēng)能資源的狀況、分布和變化，分析與尋找合適的潛在風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)址。 因此，客觀、準(zhǔn)確的風(fēng)能資源評(píng)估是促進(jìn)風(fēng)能規(guī)模化發(fā)展、大型風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的重要前提和保障。
[0004]風(fēng)能資源評(píng)估技術(shù)的方法主要包括:基于氣象站觀測(cè)資料的評(píng)估、基于測(cè)風(fēng)塔觀 測(cè)資料的評(píng)估以及風(fēng)能資源評(píng)估的數(shù)值模擬。
[0005]前兩種方法為傳統(tǒng)的通過(guò)對(duì)氣象站歷史觀測(cè)資料或者待建風(fēng)電場(chǎng)位置安裝測(cè)風(fēng) 塔實(shí)施I?2年觀測(cè)后的觀測(cè)資料內(nèi)插或外推進(jìn)行的評(píng)估。到目前為止，世界上很多國(guó)家 都已根據(jù)本國(guó)已有的觀測(cè)資料繪制了各自的風(fēng)能資源圖譜并建立了風(fēng)能資源數(shù)據(jù)庫(kù)。中國(guó) 已開(kāi)展的三次風(fēng)能資源普查工作采用的對(duì)歷史測(cè)風(fēng)資料的統(tǒng)計(jì)分析方法，計(jì)算各氣象站的 平均風(fēng)速、Weibull參數(shù)等風(fēng)能參數(shù),給出IOm高度上的風(fēng)能資源分布。但由于氣象站或測(cè) 風(fēng)塔的資料時(shí)段不統(tǒng)一、觀測(cè)站點(diǎn)分布的不均勻分辨率太低、測(cè)風(fēng)塔觀測(cè)的人力物力耗費(fèi) 大等，僅僅依靠氣象觀測(cè)站或測(cè)風(fēng)塔的觀測(cè)資料進(jìn)行大范圍區(qū)域風(fēng)能資源評(píng)估是不可行或 效率較低的。
[0006]基于數(shù)值模擬技術(shù)的方法根據(jù)大氣動(dòng)力、熱力學(xué)基本原理，給出計(jì)算范圍內(nèi)連續(xù) 分布的風(fēng)況利用。從理論上而言，數(shù)值模擬技術(shù)可模擬任意高度、水平分辨率幾十米至幾公 里不等、不同地表特征的風(fēng)能資源分布。目前國(guó)外普遍采用風(fēng)能資源數(shù)值模擬技術(shù)，普遍使 用的方法是:中尺度數(shù)值模式與微尺度數(shù)值模式的結(jié)合。中尺度數(shù)值模式獲得宏觀的風(fēng)資 源分布情況，微尺度數(shù)值模式模擬近地層風(fēng)資源分布情況。例如:丹麥Risoe實(shí)驗(yàn)室發(fā)展了 將中尺度數(shù)值模式KAMM與微尺度線(xiàn)性風(fēng)場(chǎng)診斷模式WASP ;美國(guó)的MesoMap是一個(gè)非靜力 中尺度數(shù)值模式MASS與一個(gè)質(zhì)量守恒的風(fēng)場(chǎng)模擬線(xiàn)性模式WindMap相結(jié)合的風(fēng)資源評(píng)估 系統(tǒng)。但是上述這些模式不能預(yù)測(cè)流體的分離，對(duì)于陡峭地形的山區(qū)和粗糙的地表?xiàng)l件來(lái) 說(shuō)，復(fù)雜地形，地貌，風(fēng)機(jī)尾流效應(yīng)的影響使上述數(shù)值模式計(jì)算結(jié)果不夠準(zhǔn)確。
[0007]目前國(guó)內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)商主要選用一些商業(yè)化的風(fēng)能資源評(píng)估及風(fēng)電場(chǎng)微觀選址軟件 開(kāi)展評(píng)估工作。評(píng)估風(fēng)資源分布情況時(shí)，將測(cè)風(fēng)塔的風(fēng)流數(shù)據(jù)載入這些CFD軟件中，利用計(jì) 算流體力學(xué)求解風(fēng)場(chǎng)邊界條件下的流體力學(xué)微分方程，可充分考慮陡峭地形，地貌，風(fēng)機(jī)尾 流影響，計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確，可獲得微觀風(fēng)場(chǎng)內(nèi)的基本流動(dòng)細(xì)節(jié)，根據(jù)空氣流動(dòng)的能量分布安排 風(fēng)機(jī)。其中市場(chǎng)占有率較大的軟件主要有WindPro、Meteodyn WT等。但是這種只利用CFD 軟件的方法，需要依靠測(cè)風(fēng)塔的風(fēng)流數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，而測(cè)風(fēng)塔具有觀測(cè)資料時(shí)段不統(tǒng)一、觀測(cè)站點(diǎn)分布不均勻，分辨率低、測(cè)風(fēng)塔觀測(cè)人力物力耗費(fèi)大的缺陷，使這種依靠測(cè)風(fēng)塔的觀測(cè)資料作為CFD軟件輸入數(shù)據(jù)的方法不能進(jìn)行大范圍區(qū)域風(fēng)能資源評(píng)估。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于數(shù)值天氣預(yù)報(bào)和計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的風(fēng)資源評(píng)估方法，以實(shí)現(xiàn)不局限于地理位置，測(cè)風(fēng)塔資料、地表特征復(fù)雜性、且評(píng)估結(jié)果更為可靠的風(fēng)能資源的評(píng)估。該方法具體包括以下步驟:
[0009]利用數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式模擬選定年份的風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域風(fēng)速情況，獲得所述數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式所設(shè)置的格點(diǎn)的風(fēng)速風(fēng)向時(shí)間變化序列；
[0010]從所述格點(diǎn)的風(fēng)速風(fēng)向時(shí)間變化序列中選取一個(gè)或多個(gè)格點(diǎn)的風(fēng)速風(fēng)向時(shí)間變化序列，輸入計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)CFD軟件，計(jì)算得到全風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)資源情況。
[0011]其中所述數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式具體采用完全可壓縮以及非靜力Weather ResearchForecast模式，即WRF模式；所述CFD軟件具體為Meteodyn WT軟件。
[0012]在利用數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式模擬選定年份的風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域風(fēng)速情況之前，先利用數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式模擬與已有測(cè)風(fēng)塔資料同期的逐日模擬，獲得模擬結(jié)果；根據(jù)模擬結(jié)果與所述測(cè)風(fēng)塔資料之間的誤差，調(diào)整數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式參數(shù)以訂正模擬結(jié)果。
[0013]而且，在計(jì)算得到全風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)資源情況的步驟之后，還可以輸入測(cè)風(fēng)塔資料到CFD軟件中，進(jìn)行二次建模，將計(jì)算得到的風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)資源情況作為對(duì)比數(shù)據(jù)；將所述全風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)資源情況與對(duì)比數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)；根據(jù)比對(duì)結(jié)果，對(duì)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式和CFD軟件進(jìn)行參數(shù)調(diào)試，修正以數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式模擬結(jié)果作為CFD軟件的輸入所計(jì)算得到的所述全風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)資源情況，得到更加準(zhǔn)確的風(fēng)資源情況結(jié)果。
[0014]該方法的設(shè)計(jì)基于數(shù)值天氣預(yù)報(bào)和CFD軟件來(lái)評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源情況，相較于中尺度數(shù)值模式與微尺度數(shù)值模式的結(jié)合方法，該方法以中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式結(jié)合計(jì)算流體力學(xué)CFD軟件，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)在微觀的層面上進(jìn)行了更精準(zhǔn)的物理求解和計(jì)算，同時(shí)考慮了尾流效應(yīng)對(duì)風(fēng)速衰減或湍流增加的作用；而且，相較于只用CFD軟件的風(fēng)資源評(píng)估，該方法結(jié)合數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式的結(jié)果，可為CFD軟件提供更多的輸入數(shù)據(jù)，進(jìn)行大范圍區(qū)域風(fēng)能資源評(píng)估；其次，該方法可以結(jié)合測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)對(duì)風(fēng)資源評(píng)估校正，可獲得更加準(zhǔn)確的風(fēng)資源結(jié)果；因此通過(guò)該方法獲得的風(fēng)資源評(píng)估結(jié)果可提高風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量估計(jì)的準(zhǔn)確性和風(fēng)機(jī)的合理排布，對(duì)改善發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，合理利用風(fēng)資源，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性起到很大作用。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明基于數(shù)值天氣預(yù)報(bào)和計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的風(fēng)資源評(píng)估方法的步驟圖例。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0017]該方法是一種基于數(shù)值天氣預(yù)報(bào)和計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的風(fēng)資源評(píng)估方法，該方法參見(jiàn)圖1，具體包括以下步驟:
[0018]11:利用數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式模擬選定年份的風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域風(fēng)速情況，獲得所述數(shù)值 天氣預(yù)報(bào)模式所設(shè)置的格點(diǎn)的風(fēng)速風(fēng)向時(shí)間變化序列；
[0019]12:從所述格點(diǎn)的風(fēng)速風(fēng)向時(shí)間變化序列中選取一個(gè)或多個(gè)格點(diǎn)的風(fēng)速風(fēng)向時(shí)間 變化序列，輸入計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)CFD軟件，計(jì)算得到全風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)資源情況。
[0020]其中，步驟11之前還包括統(tǒng)計(jì)分析風(fēng)速歷史記錄的過(guò)程，以獲取評(píng)估工作所需的 特定模擬年份:進(jìn)行所述統(tǒng)計(jì)分析風(fēng)速步驟，主要是考慮到足夠長(zhǎng)的風(fēng)速記錄對(duì)風(fēng)資源評(píng) 估計(jì)算精度來(lái)說(shuō)是有幫助的，一般5-10年或更長(zhǎng)的觀測(cè)資料較能真實(shí)的反映當(dāng)?shù)仫L(fēng)的分 布情況。但這樣的數(shù)據(jù)計(jì)算工作量很大，因此在實(shí)際工程操作中，可先獲取當(dāng)?shù)貧庀笥^測(cè)站 的多年風(fēng)速風(fēng)向等資料進(jìn)行分析，獲得代表性統(tǒng)計(jì)量的結(jié)果。在多年的記錄中選取至少I(mǎi) 個(gè)年份，其年平均風(fēng)速和風(fēng)向分布接近多年平均狀態(tài)，具有一定的代表性，針對(duì)這個(gè)特定年 份進(jìn)行數(shù)值天氣預(yù)報(bào)計(jì)算和CFD處理。
[0021]其中，步驟11所述的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式具體采用新一代的完全可壓縮以及非靜 力Weather Research Forecast, WRF模式，WRF模式是一種新一代中尺度預(yù)報(bào)模式和同化 系統(tǒng)。
[0022]具體地，所述WRF模式模擬選定年份的風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域風(fēng)速情況，通過(guò)以下設(shè)置進(jìn)行 模擬:
[0023]WRF的模擬采用三重嵌套，最外層粗網(wǎng)格格點(diǎn)數(shù)134X 110，水平格距27km，中間層 網(wǎng)格格點(diǎn)數(shù)70 X 70，水平格距9km，最內(nèi)層格點(diǎn)數(shù)52 X 70，水平格距3km ；
[0024]模擬區(qū)域的中心經(jīng)緯度為風(fēng)電場(chǎng)附近，而且為增加近地層模擬層數(shù)，在垂直方向 該模式設(shè)計(jì)了不等距的30層，其中近地層200m以?xún)?nèi)有9層。
[0025]設(shè)置粗網(wǎng)格的積分時(shí)步取為27s ；
[0026]設(shè)置初始場(chǎng)和邊界條件使用1° X 1°的NCEP資料，資料間隔為6小時(shí)一次；
[0027]針對(duì)上述統(tǒng)計(jì)選取的年份，設(shè)置對(duì)研究區(qū)域進(jìn)行為期I年的逐日模擬，每天的算 例積分36小時(shí)，起算時(shí)間為每日12時(shí)，到第三日00時(shí)終止；
[0028]設(shè)置模擬結(jié)果分析采用每天模擬的后24小時(shí)逐時(shí)輸出結(jié)果。
[0029]通過(guò)以上設(shè)置，數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式模擬得到3km分辨率I年的逐日積分結(jié)果，模式 每小時(shí)輸出一次結(jié)果，將每個(gè)格點(diǎn)上365天的風(fēng)速模擬值連接起來(lái)，能構(gòu)成了一個(gè)8760h的 風(fēng)速序列，這樣每個(gè)格點(diǎn)上的風(fēng)速序列類(lèi)似于I個(gè)測(cè)風(fēng)塔的I年逐時(shí)觀測(cè)結(jié)果。
[0030]為了數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式WRF的模擬結(jié)果更加準(zhǔn)確，在利用WRF模式模擬選定年份 的風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域風(fēng)速情況之前，利用已有測(cè)風(fēng)塔的觀測(cè)資料，WRF進(jìn)行多種參數(shù)化方案模擬試 驗(yàn)分析，選取模擬結(jié)果與實(shí)況分析最接近的行星邊界層參數(shù)化方案，水汽參數(shù)化方案，積云 參數(shù)化方案，輻射方案，以提高數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式WRF的模擬結(jié)果準(zhǔn)確度。
[0031]為了獲得因?yàn)槟Ｊ奖旧韰?shù)化方案的局限性等導(dǎo)致模式結(jié)果無(wú)法提高的精度的 部分，在利用數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式模擬選定年份的風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域風(fēng)速情況之前，利用數(shù)值天氣 預(yù)報(bào)模式模擬與已有測(cè)風(fēng)塔資料同期的逐日模擬，獲得模擬結(jié)果；根據(jù)模擬結(jié)果與所述測(cè) 風(fēng)塔資料之間的誤差，用統(tǒng)計(jì)方法調(diào)整數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式以訂正模擬結(jié)果。
[0032]為了提高所述CFD軟件輸出結(jié)果的準(zhǔn)確性，還可以利用數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式模擬選 定年份的風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域風(fēng)速情況，獲得數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式所設(shè)置的格點(diǎn)的熱穩(wěn)定度時(shí)間變化序列的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)結(jié)果，從所述數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式所設(shè)置的格點(diǎn)的熱穩(wěn)定度時(shí)間變化序列中選取一個(gè)或多個(gè)格點(diǎn)的熱穩(wěn)定度時(shí)間變化序列，輸入所述CFD軟件以提高軟件輸出結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0033]所述CFD處理，是根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)的地形數(shù)據(jù)進(jìn)行物理建模。所述CFD技術(shù)進(jìn)行風(fēng)資源評(píng)估，實(shí)際是求解風(fēng)場(chǎng)邊界條件下的流體力學(xué)方程，進(jìn)而得出高分辨率的風(fēng)況。它主要通過(guò)有限體積方法數(shù)值求解Navier-Stokes方程，其湍流模型采用湍流動(dòng)能耗散率閉合方案。在本實(shí)施例中采用Meteodyn WT軟件實(shí)現(xiàn)⑶F處理,該軟件是法國(guó)美迪順風(fēng)公司Meteodyn開(kāi)發(fā)出的一款針對(duì)復(fù)雜地形的風(fēng)力資源評(píng)估軟件，在本發(fā)明具體實(shí)施時(shí)，所述Meteodyn WT軟件通過(guò)以下設(shè)置獲得全風(fēng)場(chǎng)風(fēng)資源情況:
[0034]設(shè)置Meteodyn WT軟件將計(jì)算區(qū)域內(nèi)按各個(gè)計(jì)算點(diǎn)的風(fēng)向分為多個(gè)扇區(qū)，例如16個(gè)或更多扇區(qū)；
[0035]設(shè)置每個(gè)扇區(qū)內(nèi)的風(fēng)速以每lm/s為等級(jí)進(jìn)行劃分；
[0036]設(shè)置該軟件分別計(jì)算不同風(fēng)向的風(fēng)，以獲得每個(gè)計(jì)算點(diǎn)之間的相對(duì)系數(shù)關(guān)系；
[0037]根據(jù)每個(gè)風(fēng)向扇區(qū)內(nèi)的各種風(fēng)速等級(jí)出現(xiàn)的頻率，設(shè)置該軟件加權(quán)計(jì)算模擬區(qū)域內(nèi)的綜合風(fēng)況；
[0038]將風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域劃分為水平分辨率為50m，垂直方向最低層為5m的網(wǎng)格，同時(shí)結(jié)果點(diǎn)處網(wǎng)格加密，高度層與上述數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式高度層對(duì)應(yīng)；
[0039]設(shè)置對(duì)計(jì)算點(diǎn)，所述計(jì)算點(diǎn)包括所述從所述數(shù)值天氣預(yù)報(bào)結(jié)果中選取的一個(gè)或多個(gè)代表處點(diǎn)，還包括所輸入的風(fēng)機(jī)所在位置點(diǎn)等所有需要進(jìn)行計(jì)算的點(diǎn)，進(jìn)行定向計(jì)算和綜合計(jì)算，最后獲得整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)資源分布情況和發(fā)電量情況。
[0040]在本發(fā)明具體實(shí)施時(shí)，還可以將風(fēng)機(jī)所在位置作為計(jì)算點(diǎn)輸入CFD軟件中，以獲得風(fēng)機(jī)所在位置的風(fēng)資源情況。
[0041]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于數(shù)值天氣預(yù)報(bào)和計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的風(fēng)資源評(píng)估方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:利用數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式模擬選定年份的風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域風(fēng)速情況，獲得所述數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式所設(shè)置的格點(diǎn)的風(fēng)速風(fēng)向時(shí)間變化序列； 從所述格點(diǎn)的風(fēng)速風(fēng)向時(shí)間變化序列中選取一個(gè)或多個(gè)格點(diǎn)的風(fēng)速風(fēng)向時(shí)間變化序列，輸入計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)CFD軟件，計(jì)算得到全風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)資源情況。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式模擬選定年份的風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域風(fēng)速情況之前，還包括:獲取當(dāng)?shù)貧庀笥^測(cè)站的風(fēng)速風(fēng)向歷史資料；根據(jù)所述歷史資料，計(jì)算年平均風(fēng)速風(fēng)向分布；根據(jù)所述年平均風(fēng)速風(fēng)向分布，選取其中至少I(mǎi)個(gè)年份，其年平均風(fēng)速風(fēng)向分布接近多年平均狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式具體采用完全可壓縮以及非靜力WRF模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述WRF模式具體設(shè)置為:采用三重嵌套，其最外層粗網(wǎng)格格點(diǎn)數(shù)134X110，水平格距27km，中間層網(wǎng)格格點(diǎn)數(shù) 70 X 70，水平格距9km，最內(nèi)層格點(diǎn)數(shù)52 X 70，水平格距3km ；設(shè)置該區(qū)域的中心經(jīng)緯度為風(fēng)電場(chǎng)附近；設(shè)置粗網(wǎng)格的積分時(shí)步為27s ；設(shè)置初始場(chǎng)和邊界條件使用1° X 1°的NCEP資料，資料間隔為6小時(shí)一次；設(shè)置對(duì)研究區(qū)域所述選定年份為期I年的逐日模擬，每天的算例積分36小時(shí)，起算時(shí)間為每日12時(shí)，到第三日00時(shí)終止；設(shè)置模擬結(jié)果分析采用每天模擬的后24小時(shí)逐時(shí)輸出結(jié)果。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式模擬選定年份的風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域風(fēng)速情況之前，利用已有的測(cè)風(fēng)塔資料，利用所述WRF模式進(jìn)行參數(shù)化方案模擬試驗(yàn)分析，選取模擬結(jié)果與實(shí)況分析最接近的行星邊界層參數(shù)化方案，水汽參數(shù)化方案，積云參數(shù)化方案和輻射方案。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述利用數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式模擬選定年份的風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域風(fēng)速情況之前，還利用數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式模擬與已有測(cè)風(fēng)塔資料同期的逐日模擬，獲得模擬結(jié)果；根據(jù)模擬結(jié)果與所述測(cè)風(fēng)塔資料之間的誤差，調(diào)整數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式參數(shù)以訂正模擬結(jié)果。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述獲得所述數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式所設(shè)置的格點(diǎn)的風(fēng)速風(fēng)向時(shí)間變化序列，具體通過(guò)以下步驟獲得:利用數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式模擬選定年份的風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域風(fēng)速情況，獲得3km分辨率的為期 I年的逐日積分結(jié)果；將每個(gè)格點(diǎn)上365天的風(fēng)速模擬值連接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)每個(gè)格點(diǎn)的8760h的風(fēng)速風(fēng)向時(shí)間變化序列。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于，所述CFD軟件具體為MeteodynWT軟件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述MeteodynWT軟件具體設(shè)置為: 將計(jì)算區(qū)域按各個(gè)計(jì)算點(diǎn)的風(fēng)向分為多個(gè)扇區(qū)； 設(shè)置每個(gè)扇區(qū)內(nèi)的風(fēng)速以每lm/s為等級(jí)進(jìn)行劃分； 設(shè)置該軟件分別計(jì)算不同風(fēng)向的風(fēng)，以獲得每個(gè)計(jì)算點(diǎn)之間的相對(duì)系數(shù)關(guān)系； 根據(jù)每個(gè)風(fēng)向扇區(qū)內(nèi)的各種風(fēng)速等級(jí)出現(xiàn)的頻率，設(shè)置該軟件加權(quán)計(jì)算模擬區(qū)域內(nèi)的綜合風(fēng)況； 將風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域劃分為水平分辨率為50m，垂直方向最低層為5m的網(wǎng)格，同時(shí)結(jié)果點(diǎn)處網(wǎng)格加密，高度層與所述數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式高度層對(duì)應(yīng)； 設(shè)置對(duì)計(jì)算點(diǎn)進(jìn)行定向計(jì)算和綜合計(jì)算以獲得風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)資源分布情況。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述利用數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式模擬選定年份的風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域風(fēng)速情況，獲得所述數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式所設(shè)置的格點(diǎn)的風(fēng)速風(fēng)向時(shí)間變化序列，還包括: 獲得所述數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式所設(shè)置的格點(diǎn)的熱穩(wěn)定度時(shí)間變化序列； 從所述數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式所設(shè)置的格點(diǎn)的熱穩(wěn)定度時(shí)間變化序列中選取一個(gè)或多個(gè)格點(diǎn)的熱穩(wěn)定度時(shí)間變化序列，輸入所述CFD軟件。
11.根據(jù)權(quán)利要求ι-`?ο中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述從所述格點(diǎn)的風(fēng)速風(fēng)向時(shí)間變化序列中選取一個(gè)或多個(gè)格點(diǎn)的風(fēng)速風(fēng)向時(shí)間變化序列，輸入CFD軟件，還包括將風(fēng)機(jī)所在位置作為計(jì)算點(diǎn)輸入所述CFD軟件以獲得風(fēng)機(jī)所在位置的風(fēng)資源情況。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK103514341SQ201210200453
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月14日
【發(fā)明者】葉紅, 樸金姬, 甘家飛, 王穎, 汪鋒 申請(qǐng)人:華銳風(fēng)電科技(集團(tuán))股份有限公司