【技术实现步骤摘要】
一种基于空间聚类订正NWP风能图谱的方法及装置
本专利技术属于风电功率
,尤其是涉及一种基于空间聚类订正NWP风能图谱的方法及装置。
技术介绍
风力发电是我国重要的后续能源之一,大力发展风电对我国能源供应和环境保护极为重要。NWP模式通过大量计算得出的风能图谱为宏观选址提供依据,帮助投资者找到风资源丰富适合开发的区域。解决人工现场踏勘工作量大、耗时长、可靠性低的问题。目前行业常规的风资源图谱大多是利用全球环流的再分析数据,采用中尺度大气模式,对所在区域进行模拟计算,获得分辨率1~3km范围的风资源图谱。数值模式是在一定的初始和边界条件下,通过数值求解大气运动方程,从而预知大气运动状态的技术。受初始边界条件及地形、粗糙度描述的准确性,次网格尺度物理过程的引入和数值方法自身的误差等因素的限制,数值模式的误差是客观存在的,并具有较大的不确定性。而且中尺度数值模式水平分辨率太低,无法体现出局地地形和粗糙度对风速分布的影响。由于这些原因,现在的风资源图谱存在较大的误差。数值模式是在一定的初始和边界条件下,通过数值求解大气运动方程,从而预知大气运动状态的技术。受初始边界条件及地形、粗糙度描述的准确性,次网格尺度物理过程的引入和数值方法自身的误差等因素的限制,数值模式的误差是客观存在的,并具有较大的不确定性。而且中尺度数值模式水平分辨率太低,无法体现出局地地形和粗糙度对风速分布的影响。由于这些原因,现在的风资源图谱存在较大的误差。用实测数据订正风资源风速分布时,研究人员通常找距离最近的气象站数据来进行订正。气象要素是典型的时空数据,在时间和空间上有很强的相关性。用 ...
【技术保护点】
一种基于空间聚类订正NWP风能图谱的方法,其特征在于:包括如下步骤:(1)对气象站和测风塔的实测数据进行分类以及处理,建立实测数据序列;(2)计算NWP风能图谱,并对NWP网格点进行空间聚类,将风能图谱划分为不同的区域;(3)利用步骤(1)建立的实测数据序列对NWP风能图谱里的每个格点的数据进行订正。
【技术特征摘要】
1.一种基于空间聚类订正NWP风能图谱的方法,其特征在于:包括如下步骤:(1)对气象站和测风塔的实测数据进行分类以及处理,建立实测数据序列;(2)计算NWP风能图谱,并对NWP网格点进行空间聚类,将风能图谱划分为不同的区域;(3)利用步骤(1)建立的实测数据序列对NWP风能图谱里的每个格点的数据进行订正。2.根据权利要求1所述的一种基于空间聚类订正NWP风能图谱的方法,其特征在于:所述步骤(1)具体包括如下步骤:(a1)对实测数据进行分类,分为气象站数据和测风塔数据;(a2)对气象站自动观测数据进行检验,删除掉无效数据;(a3)对测风塔数据进行完整性和合理性分析,检验出缺测数据和不合理数据,整理出一套连续一年完整的逐小时测风数据;(a4)测风塔风速序列推长,利用风场附近长期气象站30年的观测数据,将风场测风塔数据推长,补齐历史30年风速序列;(a5)循环a.1-a.4步骤直至所有实测数据处理完毕。3.根据权利要求2所述的一种基于空间聚类订正NWP风能图谱的方法,其特征在于:所述步骤(a2)中无效数据包括不刷新死数,即连续6小时数值不变、以及越限数据,即风速值超过40m/s。4.根据权利要求1所述的一种基于空间聚类订正NWP风能图谱的方法,其特征在于:所述步骤(2)具体包括如下步骤:(b1)采用NCEP发布的水平分辨率2.5°×2.5°的历史30年全球再分析数据,利用WRF数值模式降尺度,得到目标区域的1km×1km的逐小时风资源数据;(b2)提取每个格点的10m高度层的30年平均风速V(i,j),其中i为经度,j为纬度;(b3)将N个V(i,j)分为k个簇;(b4)选择k个聚类中心a1,a2,a3……ak,用这k个点的平均风速建立k个空间聚类表V1,V2,V3……Vk;(b5)按照最小距离法则逐个对样本V(i,j)进行分类,计算其与每个代表点的距离,将其指派到离聚类中心最近的组里;(b6)用各聚类表计算聚类均值V,并用来作为各聚类新的代表点;(b7)循环b4、b5直到聚类均值V不变或代表点未发生变化,则说明函数收敛,停止计算;(b8)将每个聚类表里的元素边界连在一起,将要订正的图谱划分成为k个区域m1,m2,m3……mk;(b9)变换k值,循环b4~b8,选取效果较好的一次k值进行空间聚类。5.根据权利要求1所述的一种基于空间聚类订正NWP风能图谱的方法,其特征在于:所述步骤(3)具体包括如下步骤:(c1)对风能图谱里的每个格点,找到所属区域范围内最近的三个实测站点n1,n2,n3;(c2)根据站点风速序列与模拟的风速序列的相关关系,分别用这三个站点的风速序列对NWP模拟的风速序列进行订正,得到3组订正结果;(c3)将3组订正结果根据站点与格点的距离进行距离加权,得到最终...
【专利技术属性】
技术研发人员:向婕,雍正,董芬,
申请(专利权)人:北京国能日新系统控制技术有限公司,
类型:发明
国别省市:北京,11
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