面向河谷地区风光水资源要素模拟的参数优选方法及装置与流程

专利2026-10-03  2


本申请属于风力发电领域,具体涉及一种面向河谷地区风光水资源要素模拟的参数优选方法及装置。


背景技术:

1、随着全球范围内风电产业的快速发展,大规模风电场建设对当地气象条件的影响逐渐受到关注。单独使用传统的中尺度数值天气预报模式已经无法充分捕捉风电场对温度、湿度、风场等气象要素的复杂影响。

2、风电场下游会形成长达数十公里的尾流区域,这个区域内的风速下降和湍流特性改变会影响局部的温度、湿度分布。风机尾流效应,是指风机在旋转时会产生湍流和低速区域,称为尾流效应,这会影响后面风机的能量捕获,降低整个风电场的发电效率。

3、因此,亟需开发更加综合的风光水资源要素模拟的参数优选,以全面准确地评估风电场对区域天气系统的反馈作用。


技术实现思路

1、本申请实施例的目的是提供一种面向河谷地区风光水资源要素模拟的参数优选方法及装置,能够全面准确地评估风电场对区域天气系统的反馈作用。

2、第一方面,本申请实施例提供了一种面向河谷地区风光水资源要素模拟的参数优选方法,该方法包括:

3、获取河谷区域的地形数据库、候选参数化方案和风向风机夹角,风向风机夹角为风向与风机排布主要方向的夹角;

4、采用天气研究与预报wrf模型的前处理工具对干热河谷区域的地形数据库进行处理,得到下边界数据,下边界数据包括:地形数据、土壤数据和植被数据;

5、从候选参数化方案中选择目标参数化方案,目标参数化方案包括目标积云过程参数化方案、目标辐射过程参数化方案和目标微物理过程参数化方案;

6、将下边界数据输入至wrf模型,以及在wrf模型中设置目标参数化方案,目标参数化方案用于模拟干热河谷区域内的流场;

7、在不修正wrf模型中的推力系数的情况下,采用第一分辨率的格距模拟干热河谷区域内的风场和湍流动能分布,以得到第一模拟结果;

8、采用第二分辨率的格距模拟干热河谷区域内的风场和湍流动能分布,以得到第二模拟结果;

9、比对第一模拟结果和第二模拟结果,确定第二分辨率下的修正系数值;

10、根据风向风机夹角和修正系数值对推力系数进行修正,得到目标推力系数,目标推力系数用于wrf模型的模拟过程。

11、第二方面,本申请实施例提供了一种面向河谷地区风光水资源要素模拟的参数优选装置,该装置包括:

12、获取模块,用于获取河谷区域的地形数据库、候选参数化方案和风向风机夹角,风向风机夹角为风向与风机排布主要方向的夹角;

13、处理模块,用于采用天气研究与预报wrf模型的前处理工具对干热河谷区域的地形数据库进行处理,得到下边界数据,下边界数据包括:地形数据、土壤数据和植被数据;

14、选择模块,用于从候选参数化方案中选择目标参数化方案,目标参数化方案包括目标积云过程参数化方案、目标辐射过程参数化方案和目标微物理过程参数化方案;

15、输入模块,用于将下边界数据输入至wrf模型,以及在wrf模型中设置目标参数化方案,目标参数化方案用于模拟干热河谷区域内的流场;

16、第一模拟模块,用于在不修正wrf模型中的推力系数的情况下,采用第一分辨率的格距模拟干热河谷区域内的风场和湍流动能分布,以得到第一模拟结果;

17、第二模拟模块,用于采用第二分辨率的格距模拟干热河谷区域内的风场和湍流动能分布,以得到第二模拟结果;

18、比对模块,用于比对第一模拟结果和第二模拟结果,确定第二分辨率下的修正系数值;

19、修正模块,用于根据风向风机夹角和修正系数值对推力系数进行修正,得到目标推力系数,目标推力系数用于wrf模型的模拟过程。

20、第三方面,本申请实施例提供了一种电子设备,该电子设备包括处理器和存储器,所述存储器存储可在所述处理器上运行的程序或指令,所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。

21、第四方面,本申请实施例提供了一种可读存储介质,所述可读存储介质上存储程序或指令,所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。

22、第五方面,本申请实施例提供了一种芯片,所述芯片包括处理器和通信接口,所述通信接口和所述处理器耦合,所述处理器用于运行程序或指令,实现如第一方面所述的方法。

23、第六方面,本申请实施例提供一种计算机程序产品,该程序产品被存储在存储介质中,该程序产品被至少一个处理器执行以实现如第一方面所述的方法。

24、在本申请的实施例中,通过获取河谷区域的地形数据库、候选参数化方案和风向风机夹角,风向风机夹角为风向与风机排布主要方向的夹角;采用天气研究与预报wrf模型的前处理工具对干热河谷区域的地形数据库进行处理,得到精细的下边界数据,便于后续供wrf模型使用,下边界数据包括:地形数据、土壤数据和植被数据;从候选参数化方案中选择目标参数化方案,目标参数化方案包括目标积云过程参数化方案、目标辐射过程参数化方案和目标微物理过程参数化方案;将下边界数据输入至wrf模型,以及在wrf模型中设置目标参数化方案,目标参数化方案用于模拟干热河谷区域内的流场;在不修正wrf模型中的推力系数的情况下,采用第一分辨率的格距模拟干热河谷区域内的风场和湍流动能分布,以得到第一模拟结果,通过挖掘第一分辨率的模拟中风场和湍流动能分布的特征,为后续确定第二分辨率下的修正系数值提供依据;采用第二分辨率的格距模拟干热河谷区域内的风场和湍流动能分布,以得到第二模拟结果;比对第一模拟结果和第二模拟结果,分析两者在风场和湍流动能等关键参数上的差异,以便根据差异的规律,确定第二分辨率下的修正系数值;根据风向风机夹角和修正系数值对推力系数进行修正,得到目标推力系数,通过目标推力系数能够更好地模拟风场整体推力系数随风向的变化。目标推力系数用于wrf模型的模拟过程,基于目标推力系数优化后的wrf可以精准地捕捉风机尾流影响,能够全面准确地评估风电场对区域天气系统的反馈作用。



技术特征:

1.一种面向河谷地区风光水资源要素模拟的参数优选方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,候选参数化方案包括:多个积云过程参数化方案、多个辐射过程参数化方案和多个微物理过程参数化方案;所述从候选参数化方案中选择目标参数化方案,包括:

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在不修正wrf模型中的推力系数的情况下,采用第一分辨率的格距模拟干热河谷区域内的风场和湍流动能分布,以得到第一模拟结果,包括:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述运行wrf模型,模拟得到干热河谷区域内的风场和湍流动能分布,包括:

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述比对第一模拟结果和第二模拟结果,确定第二分辨率下的修正系数值,包括:

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述分析第一模拟结果和第二模拟结果,确定风场差异和湍流动能差异,包括:

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据风场差异和湍流动能差异,确定第二分辨率下的测试修正系数值,包括:

8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据风向风机夹角和修正系数值对推力系数进行修正,得到目标推力系数,包括:

9.根据权利要求1-8任一项所述的方法,其特征在于,第一分辨率为1千米,第二分辨率为3千米。

10.一种面向河谷地区风光水资源要素模拟的参数优选装置,其特征在于,所述装置包括:

11.根据权利要求10所述的装置,其特征在于,候选参数化方案包括:多个积云过程参数化方案、多个辐射过程参数化方案和多个微物理过程参数化方案;选择模块,具体用于:

12.根据权利要求10所述的装置,第一模拟模块,具体用于:

13.根据权利要求12所述的装置,第一模拟模块,具体用于:

14.根据权利要求10所述的装置,比对模块,具体用于:

15.根据权利要求14所述的装置,比对模块,具体用于:


技术总结
本申请公开了一种面向河谷地区风光水资源要素模拟的参数优选方法及装置,属于风力发电领域。其中,该方法包括:在不修正WRF模型中的推力系数的情况下,采用第一分辨率的格距模拟干热河谷区域内的风场和湍流动能分布,以得到第一模拟结果;采用第二分辨率的格距模拟干热河谷区域内的风场和湍流动能分布,以得到第二模拟结果;比对第一模拟结果和第二模拟结果,确定第二分辨率下的修正系数值;根据风向风机夹角和修正系数值对推力系数进行修正,得到目标推力系数,目标推力系数用于WRF模型的模拟过程。

技术研发人员:杨恒,梁犁丽,刘志武,吕振豫,董义阳,翟然,李梦杰
受保护的技术使用者:长江三峡集团实业发展(北京)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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