[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

發明提供基于WRF/CFD/SAHDE?RVM耦合的復雜地貌區域短時風能預測方法。該預測方法包括WRF風向預測、SAHDE?RVM短時風速預測、初步制作APG、完善APG和短時風能預測等步驟。該方法能夠通過風速計的觀測數據更加精確地匹配到對應的邊界條件的信息。能夠為復雜地貌區域的風電塔提供未來短時間內的風向和風速信息，便于區域內各個風電塔進行實時地調整，提高咬風能力。具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及風電領域，特別涉及一種風能預測方法。

背景技術

為了對一個復雜地貌區域進行短時風能預測,現行的方法中有一種基于天氣研究與預報模式(The Weather Research and Forecasting Model，WRF)提供的氣象數據在WAsP軟件中進行區域的風場短時預測，WAsP模型的基本思想是將控制氣流運動的動量方程線性化，這樣可以顯著減少求解非線性偏微分方程(the nonlinear partialdifferential equations)的難度，同時也節約了大量的時間成本。另外有一種基于WRF提供的氣象數據進行實時模擬預測，隨后將模擬結果輸入CFD軟件進行計算，獲取整片區域預測風場信息的方法。此外還有一種測量與預測聯系的方法(Measure-Correlation-prediction，簡稱MCP)。

發明人發現現有技術至少存在以下缺陷：

一是采用WAsP模型,是通過風速計觀測資料計算地轉風，假定一定范圍內的地轉風速不會變化，再根據周圍地區的地表特征，由地轉風推算任一點的近地層風速和風能參數。由于是從一個觀測點外推，誤差會隨著與測風點距離的增加而加大，因此直接將WAsP用于較大區域的風能推算不可行；另外，由于WAsP本身采用線性模型進行計算，會造成隨著流經地形的復雜流體的計算結果的不確定性，有其一定的局限性；同時現有的研究發現表明采用線性的模型會高估山頂處氣流的加速度而且無法解決山體背風面的氣體分流問題。

二是采用CFD軟件實時進行數值模擬的方法，需要及時從WRF中提取短時預測氣象數據，同時運行所耗費的計算資源巨大，需要一定的計算時間，效率難以保證，不便于風電塔根據短時風能預測結果實時進行應對調整。

三是采用MCP方法需要兩個必要條件：(1)需要獲得復雜地貌區域全局和局部一段時間內的觀測數據，(2)該全局數據與局部數據要有好的相關性。但由于復雜地貌區域下的流體特性的非線性，目前很難去找到一個特定的方程去描述它們的相關性；同時，進行全局的實地數據測量需要設立多個風速計對整個地區進行長時間的風速及風向的觀測，這種方法首先建設及維護成本高昂，其次個別測量地點位置的不當選擇可能會影響復雜地形區域風場信息的表達。

因此，提供基于WRF/CFD/SAHDE-RVM耦合的復雜地貌區域短時風能預測方法,對復雜地形區域的風能評估有重要的意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種可根據實際狀況計算合理限速值的橋上行車限速控制系統，以解決現有技術中存在的問題。

為實現本發明目的而采用的技術方案是這樣的，基于WRF/CFD/SAHDE-RVM耦合的復雜地貌區域短時風能預測方法，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。