[發明專利]用于對區域風場進行風速預報的方法和裝置

有效

• 申請號: 201711458906.8
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN109977346B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 王淑莉
• 申請（專利權）人: 北京金風慧能技術有限公司
• 主分類號: G06F17/14
• 分類號: G06F17/14;G06Q10/04;G01W1/10
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 張川緒;王兆賡

提供一種用于對區域風場進行風速預報的方法和裝置。所述方法包括：獲取全球預報系統模式的歷史數據；基于所述歷史數據對未來預定時段進行預測，得到包括預測結果的全球預報系統模式預測場；通過從全球預報系統模式預測場降尺度得到區域風場的初始場；使用全球預報系統模式預測場對區域風場的初始場進行修正，得到區域風場的修正場；基于區域風場的修正場對區域風場進行風速預報。

技術領域

本發明總體說來涉及風力發電技術領域，更具體地講，涉及一種用于對區域風場進行風速預報的方法和裝置。

背景技術

隨著新能源行業的不斷發展，風力發電對電力系統的穩定性、充裕性及經濟性影響日益彰顯，因此提供高準確率的風功率預測意義重大。預報風速作為風功率預測模型的主要數據輸入源，是影響風功率預測準確率的主導因素，因此提高數值天氣預報中風速預報的準確性，是提高風功率預測準確率的關鍵。

在數值天氣預報模式的積分過程中，隨著預報時段變長，風速的初值信息在后期積分過程中的作用越來越弱，大尺度偏差增大，影響區域天氣模式的風速預報準確性。現有的一些提高風速預報準確性的方法只是針對時間尺度較長的氣候模式，而無法根據風電場對短期(例如，一至十天)的風功率預報的需求來有效提高短期的天氣模式下的風速預報準確性。

發明內容

本發明的示例性實施例的目的在于提供一種用于對區域風場進行風速預報的方法和裝置，考慮風電場對短期的風功率預報的需求向區域風場合理添加大尺度強迫風場的譜信息，既可使區域風場的模擬在大尺度上接近全球預報系統模式提供的大尺度強迫，同時又使得區域風場的中小尺度物理過程充分發展，從而提高風速預報的準確性。

根據本發明示例性實施例的一方面，提供一種用于對區域風場進行風速預報的方法，所述方法包括：獲取全球預報系統模式的歷史數據；基于所述歷史數據對未來預定時段進行預測，得到包括預測結果的全球預報系統模式預測場；通過從全球預報系統模式預測場降尺度得到區域風場的初始場；使用全球預報系統模式預測場對區域風場的初始場進行修正，得到區域風場的修正場；基于區域風場的修正場對區域風場進行風速預報。

可選地，對區域風場的初始場進行修正的步驟可包括：從未來預定時段的起始時間開始，以逼近時間為間隔，向區域風場的初始場添加來自全球預報系統模式預測場的強迫項，其中，根據預報過程中進行積分計算的時間點，設置逼近時間。

可選地，逼近時間可以為兩個時間點之間的時間差的整數倍。

可選地，添加強迫項的步驟可包括：對區域風場的初始場的預定高度的風速矢量在預定方向上進行傅里葉譜分解，獲得第一譜空間，其中，第一譜空間包括具有不同波長的多個第一分量；對全球預報系統模式預測場的所述預定高度的風速矢量在所述預定方向上進行傅里葉譜分解，獲得第二譜空間，其中，第二譜空間包括具有不同波長的多個第二分量；確定第一譜空間和第二譜空間在預定波長范圍內的交集；將全球預報系統模式預測場的與所述交集對應的各個波長的第二分量的波信息作為強迫項分別添加到區域風場的初始場的與所述交集對應的各個波長的第一分量的波信息，以更新第一譜空間；對更新的第一譜空間進行傅里葉譜分解的逆運算，得到區域風場的修正場。

可選地，可基于區域風場的初始場的所述預定高度的空間的范圍確定所述預定波長范圍。

可選地，確定所述預定波長范圍的步驟可包括：設置所述預定方向上的截斷波數，其中，截斷波數為將向所述空間的范圍內添加的所述預定方向上的第二分量的最大數量；將大于或等于第一閾值的波長范圍確定為所述預定波長范圍，第一閾值是將所述空間在預定方向上的最大范圍除以截斷波數所得到的商。

可選地，更新第一譜空間的步驟可包括：將施加第一權重的所述各個波長的第二分量的波信息添加到施加第二權重的所述各個波長的第一分量的波信息，其中，第一權重與第二權重成反比關系。

可選地，第一權重可隨著所述預定高度的增大而增大。

可選地，波信息可以為振幅信息。