[發明專利]太陽輻射中尺度模型預測研究方法

在審

• 申請號: 202111090139.6
• 申請日: 2021-09-16
• 公開（公告）號: CN114741833A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 張金業;王明杰;楊凌;趙斌;劉瑞北
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/18;G06Q10/04;G06Q50/26;G06F111/10
• 代理公司: 東莞卓誠專利代理事務所(普通合伙) 44754
• 代理人: 李捷

本發明公開了中尺度模型預測領域的太陽輻射中尺度模型預測研究方法，包括如下步驟：S101：根據人口密度將中國區域氣溶膠劃分成農村型和城市型兩類中國區域人口眾多，分布極其不均勻。本發明根據人口密封閥值把中國行政區區域劃分為城市型和農村型，利用這個人口密度閾值得到的實驗結果與實測數據對比，有很好的擬合效果，其次為探究氣溶膠對太陽輻射預報的單一參數作用影響，在控制其他主要物理過程完全相同的情況下，將氣溶膠參數設置成農村模式和城市模式，分別運行出兩套數據，根據劃分的區域類型選擇農村型預測數據或城市型預測數據，與實測數據做對比分析，發現精度相對于單一型氣溶膠類型有較大的提高。

技術領域

本發明涉及中尺度模型預測領域，具體是太陽輻射中尺度模型預測研究方法。

背景技術

太陽能是一種波動性能源，受太陽幾何位置和天氣過程的影響，具有季節性、隨機性 和間歇性等特點，太陽能發電量的多少跟太陽輻射量直接關聯。而太陽輻射依賴于變化劇 烈的天氣過程，受到氣溫、降水、云量、濕度等氣象要素的影響，具有較大的不穩定性。造成太陽能發電輸出功率的不連續性和不確定性，對并網安全產生較大影響，甚至可能引起電網系統的癱瘓。因此，太陽能發電量在電力系統中比例的增加，會加大電網調度的難度。為了太陽能發電項目的順利并網和穩定運行，對未來幾天的太陽輻射進行準確預報至關重要。

中尺度WRF(the Weather Research and Forecasting)模式是美國多方氣象組織聯 合開發的大型開源氣象預報數據軟件，是新一代中尺度數值模擬和資料同化系統，可用于 從數米到數千公里尺度范圍的應用或研究。WRF模式系統具有可移植、可擴充等特點，美國國家大氣研究氣象中心NCAR(National Center for Atmospheric Research)正在擴充太陽能模塊WRF-Solar。WRF-Solar是目前唯一專門為迎合快速增長的太陽能應用預報而設計的太陽能數值預報模式，可見，WRF-Solar在太陽能輻射預報中獨特潛力。利用模式 的前處理系統WPS(WRF Preprocessing System)處理靜態地形和GFS(Global ForecastSystem)氣象場數據，得到初始場和邊界條件，然后利用衛星或地面的預測數據，這里主 要利用歐洲中期天氣預報中心ECMWF(European Centre for Medium-Range WeatherForecasts)根據實測數據進行分析預測的大氣參數，例如大氣氣溶膠的預測數據，同化 到模式中，改變不同的機制的模型運行機制，得到太陽輻射的預測，然后再跟太陽輻射地 面觀測數據進行對比，選擇最優機制或者優化模型，得到最優模型機制。因此，本領域技 術人員提供了太陽輻射中尺度模型預測研究方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供太陽輻射中尺度模型預測研究方法，以解決上述背景技術中提 出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

太陽輻射中尺度模型預測研究方法，包括如下步驟：

S101：根據人口密度將中國區域氣溶膠劃分成農村型和城市型兩類；

中國區域人口眾多，分布極其不均勻，由于人為活動而造成的大氣狀況有很大的區別， 根據人口密度，把中國區域劃分成城市氣溶膠類型和鄉村及溶膠類型，將不同的氣溶膠類 型參數代入WRF-Solar模式中；

根據國家統計局發布抽樣調查數據《2015年全國1％人口抽樣調查主要數據公報》和 國家測繪局發布校正的中國陸地總面積，確定人口密度閾值計算公式：

式中，N——人口總量，——居住在城市人口占比，——居住在鄉村人口占比；S——中國陸地面積；——中國城市地區面積占比，——中國農村地區面積占比；

S102：將WRF-SOLAR模式應用到中國區域太陽輻射的預測中；