[發明專利]基于WRF/CFD/SAHDE-RVM耦合的復雜地貌區域短時風能預測方法

有效

• 申請號: 201711218419.4
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN108062595B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 閆渤文;李大隆
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 王翔

1.基于WRF/CFD/SAHDE-RVM耦合的復雜地貌區域短時風能預測方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)獲取目標復雜地貌區域地形資料，基于WRF提供的氣象數據進行短時風向預測；得出目標復雜地貌區域的短時主流風向；

2)SAHDE-RVM短時風速預測；

2.1)使用RVM進行回歸預測，建立RVM回歸預測模型；

2.2)收集目標復雜地貌區域風速計處歷史風速風向數據作為SAHDE算法的訓練樣本；通過對樣本數據集的訓練，自適應獲取步驟2.1)所述RVM回歸預測模型的最優參數；

2.3)根據風速計實時數據，返回風速計處的短時風速預測結果；

3)在CFD軟件中，均勻進行若干個風向角下目標復雜地貌的數值模擬計算；根據CFD結果制作初始APG；

4)根據風速計的長期實測數據，通過算法完善APG；

5)將步驟1)所述的WRF的風向預測結果與步驟4)所述APG進行匹配，提取出對應的邊界速度信息和流場信息；獲得整片區域風能的短時預測結果。

2.根據權利要求1所述的基于WRF/CFD/SAHDE-RVM耦合的復雜地貌區域短時風能預測方法，其特征在于：步驟2.1)中給定訓練樣本的輸入集X＝{x₁,x₂,x₃,…,x_n,}與相應的輸出集T＝{t₁,t₂,t₃,…,t_n}；輸出值t_i的函數模型表示為式(1)；RVM的回歸預測模型為式(2)；

t_i＝y(x_i,w)+ε_i (1)

式中，x表示輸入數據，ε_i表示高斯白色噪聲，w_i為加權系數，K(x,x_i)為核函數，N為樣本數量。

3.根據權利要求2所述的基于WRF/CFD/SAHDE-RVM耦合的復雜地貌區域短時風能預測方法，其特征在于：所述RVM回歸預測模型的核函數選用高斯核函數與二項式核函數組合得到的組合核函數；

其中，所述組合核函數為：

K(x_i,x_j)＝λG(x_i,x_j)+(1-λ)P(x_i,x_j) (3)

式中，G(x_i,x_j)為高斯核函數，P(x_i,x_j)為二項式核函數，λ為權重；其中，0≤λ≤1。

4.根據權利要求1所述的基于WRF/CFD/SAHDE-RVM耦合的復雜地貌區域短時風能預測方法，其特征在于，所述步驟3)具體包括：

3.1)CFD軟件獲得目標復雜地貌區域的詳細場地信息，運用前處理軟件進行對應的模型建立，建立計算域并設定好邊界條件；

3.2)將輸入的邊界速度無量綱化后分為x向及y向；其中，x向的速度用u表示，y向速度用v表示；邊界處風速在不同風向角θ下記為u_B＝Vcosθ，v_B＝Vsinθ，B表示邊界；計算無量綱化后的流場信息，用f(i,j,k)表示；

3.3)記錄對應風速計側風點在其觀測高度下的風速數據(u_A,v_A)，以及對應全場地表面的風速信息；

3.4)將步驟3.2)中所述的無量綱化的邊界速度和流場信息與步驟3.3)所述的無量綱條件下的風速計所在點(u_A,v_A)相關聯；

3.5)根據不同入口風速下數值模擬獲得的多個(u_A,v_A)結果，將其單位化得記為(U_A,V_A)；

3.6)將(U_A,V_A)點及其包含的邊界速度信息和流場信息插入APG中，繪制初始APG；其中，APG僅顯示風速計實測的數據，但其中每個點都包含了與其對應的邊界風速信息和流場信息。