[發明專利]一種大規模海域風能長期預測方法及系統

有效

• 申請號: 201910768687.6
• 申請日: 2019-08-20
• 公開（公告）號: CN110727916B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 胡泓達;鐘凱文;許劍輝;吳萍昊
• 申請（專利權）人: 廣東省科學院廣州地理研究所
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 鄧潮彬;劉明星

1.一種大規模海域風能長期預測方法，其特征在于，包括：

獲取CCMP海面風場資料，以計算得到海洋風能密度格網數據；

結合多源輔助參量格網數據以及所述海洋風能密度格網數據來進行相關性分析，以識別影響海洋風能分布的時不變輔助參量以及與海洋風能滯后相關的時變參量，構建預測模型；

對所述預測模型采用時空地理加權回歸法來表達海洋風能密度與輔助參量所存在的時空異質性關系，實現海洋風能密度趨勢項預測；

通過對去除時空趨勢的海洋風能密度殘差部分的計算分析，構建時空協方差函數表達海洋風能密度隨機項的時空自相關結構；

利用時空簡單克里金進行海洋風能密度隨機項的預測，與海洋風能密度趨勢項相加得到最終的大規模海域風能長期預測結果；

所述時空地理加權回歸法的模型為：

上式中：表示時空格網點(s₀，t₀)處的海洋風能密度趨勢項擬合值；β₀(s₀，t₀)是點(s₀，t₀)處的截距項，β_k(s₀，t₀)對應點(s₀，t₀)處的第k個回歸系數，系數值均隨格網點位置變化而改變；p為輔助參量數目；f_k(s₀，t₀)為第k個變量在點(s₀，t₀)處的值；ε(s₀，t₀)是點(s₀，t₀)處的隨機誤差項，為白噪聲；

所述通過對去除時空趨勢的海洋風能密度殘差部分的計算分析，構建時空協方差函數表達海洋風能密度隨機項的時空自相關結構包括：

對海洋風能密度數據去除時空趨勢后，殘差部分r(s，t)被視為二階平穩其期望為零，即r(s，t)在所研究的時空區域內具有有限的方差且任意時空點對(s，t)和(s+h_s，t+h_t)上殘差部分的協方差只與時間距離h_t和空間距離h_s相關，而與時空點對的絕對位置無關，如下所示：

Cov[r(s，t)，r(s+h_s，t+h_t)]＝C_st(h_s，h_t)

C_st為時空協方差函數。

2.如權利要求1所述的大規模海域風能長期預測方法，其特征在于，所述利用時空簡單克里金進行海洋風能密度隨機項的預測，與海洋風能密度趨勢項相加得到最終的大規模模海域風能長期預測結果包括：

基于和度量、積和時空協方差函數模型擬合海洋風能密度殘差的時空協方差先驗樣本點，并選擇最優模型表達其時空自相關結構，進而完成殘差部分的時空簡單克里金預測，待預測點(s₀，t₀)處的殘差估計值為：

上式中：C為采樣點殘差項的時空協方差矩陣，c₀為采樣點與待預測點殘差項的時空協方差向量，為采樣點去除時空趨勢后的殘差項；點(s₀，t₀)處趨勢項回歸結果和殘差項預測結果相加即得到最終的海洋風能密度預測值

3.如權利要求1所述的大規模海域風能長期預測方法，其特征在于，所述海洋風能分布的時不變輔助參量包括海水深度、離岸距離；所述與海洋風能滯后相關的時變參量包括海表溫度、海浪高度。