[發明專利]一種微尺度風模型系統及方法

有效

• 申請號: 202011052367.X
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112149365B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 郭辰;董理;楊萍;張曉朝;梁思超;卜照軍;馮笑丹;王森;蔣賁;王志勇
• 申請（專利權）人: 華能新能源股份有限公司;北京朗潤知天科技有限公司;華能集團技術創新中心有限公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F113/06;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 余瑩

1.一種微尺度風模型控制系統，其特征在于，包括：

中尺度氣象模型對接模塊，用于接收中尺度氣象數據，根據中尺度氣象格點數據的投影與空間范圍信息，計算合適的微尺度風模型分析區域集合，自動生成微尺度風模型運行子區域，高效提取氣象驅動要素場；

運行配置模塊，用于批量生成微尺度風模型子區域配置文件，建立運行環境，生成靜態數據集；

作業提交與監控模塊，用于自動提交各個分析區域的運行作業，并集中監控作業運行；

微尺度風模型模塊，用于基于搜索算法，匹配中尺度與微尺度格點，并將中尺度驅動要素場插值到微尺度格點，然后運行微尺度風模型封裝大氣邊界層算法診斷出符合高分辨率地形，生成指定分辨率和區域的微尺度三維風場；

偏差訂正模塊，用于基于測風塔數據，對所述微尺度風模型計算結果進行系統偏差訂正；

所述微尺度風模型模塊具體用于：基于搜索算法，匹配中尺度與微尺度格點，并將中尺度驅動要素場插值到微尺度格點，找到包裹給定位置點的四個格點，然后從逐小時微尺度風場數據中提取包裹格點的時間序列，診斷出符合高分辨率地形的垂直速率，計算地形擾流和熱力激發的坡度流調整，并根據微尺度不可壓假設，求解速度勢泊松方程，得到調整后的微尺度風場。

2.根據權利要求1所述的一種微尺度風模型控制系統，其特征在于，所述氣象驅動要素場包括三維溫度場、氣壓場、風場或濕度場中的一種或幾種。

3.根據權利要求1所述的一種微尺度風模型控制系統，其特征在于，所述運行配置模塊生成的所述運行環境包括地表靜態數據集、各個分析區域的配置文件或作業提交配置文件中的一種或幾種。

4.根據權利要求1所述的一種微尺度風模型控制系統，其特征在于，所述運行配置模塊生成的靜態數據集包括高分辨率地形數據。

5.根據權利要求1所述的一種微尺度風模型控制系統，其特征在于，所述微尺度風模型模塊運行的封裝大氣邊界層算法包括垂直速度診斷算法、地形繞流調整算法或熱力坡度流調整算法中的一種或幾種。

6.根據權利要求1所述的一種微尺度風模型控制系統，其特征在于，所述微尺度風模型分析區域集合的計算方法為KD-Tree搜索算法。

7.根據權利要求1所述的一種微尺度風模型控制系統，其特征在于，所述測風塔數據為測風塔時間序列觀測數據。

8.根據權利要求1-7任一所述的一種微尺度風模型控制系統的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：中尺度氣象模型對接模塊接收中尺度氣象數據，根據中尺度氣象格點數據的投影與空間范圍信息，計算合適的微尺度風模型分析區域集合，自動生成微尺度風模型運行子區域，高效提取氣象驅動要素場；

S2：運行配置模塊根據所述中尺度氣象模型對接模塊提供的所述微尺度風模型運行子區域參數批量生成微尺度風模型子區域配置文件，建立運行環境，生成靜態數據集；

S3：作業提交與監控模塊自動提交各個分析區域的運行作業，并集中監控作業運行；

S4：微尺度風模型模塊基于搜索算法，匹配中尺度與微尺度格點，并將中尺度驅動要素場插值到微尺度格點，然后運行微尺度風模型封裝大氣邊界層算法診斷出符合高分辨率地形，生成指定分辨率和區域的微尺度三維風場；

S5：偏差訂正模塊基于測風塔數據，對所述微尺度風模型計算結果進行系統偏差訂正；

所述S4步驟包括以下步驟：

所述微尺度風模型模塊基于搜索算法，匹配中尺度與微尺度格點，并將中尺度驅動要素場插值到微尺度格點，找到包裹給定位置點的四個格點，然后從逐小時微尺度風場數據中提取包裹格點的時間序列，診斷出符合高分辨率地形的垂直速率，計算地形擾流和熱力激發的坡度流調整，并根據微尺度不可壓假設，求解速度勢泊松方程，得到調整后的微尺度風場。

9.根據權利要求8所述的一種微尺度風模型控制方法，其特征在于，所述自動生成微尺度風模型運行子區域的過程包括自動投影方式識別和切片劃分子區域。