陆上集中式光伏电站气候效应评估的中尺度数值模拟方法技术

本发明专利技术公开了一种用于陆上集中式光伏电站气候效应评估的中尺度数值模拟方法，包括陆上集中式光伏电站多源气象观测数据预处理；利用综合反照率和光电转换效率进行地表短波辐射参数化；利用风速、空气密度和短波辐射对感热通量进行直接显式的数值参数化；利用差异对比法进行潜热通量、土壤热通量和长波辐射参数化；利用动力学粗糙度对光伏面板的拖曳作用进行参数化；通过敏感性数值模拟试验量化评估光伏电站的气候效应。本发明专利技术解决了大型光伏电站气候影响的客观定量评价问题，且模拟方法具有较强的普适性。采用该方法，既可以对已建光伏电站的气候效应进行后评价，也可以对拟建电站的气候效应开展预评价，为气候友好型电站选址建设提供依据。建设提供依据。

【技术实现步骤摘要】
陆上集中式光伏电站气候效应评估的中尺度数值模拟方法


[0001]本专利技术属于气象数据分析与处理
，涉及一种用于光伏电站气候效应定量评估的数值模拟方法，尤其涉及一种基于光伏电站区域内辐射平衡、热量平衡及表面拖曳作用在内的陆面过程数值参数化方法。

技术介绍

[0002]集中式光伏电站气候效应的定量评价不仅为气候友好型光伏电站选址设计提供必要的技术支撑，也是我国能源结构调整和应对气候变化的科学基础。目前大规模光伏电站开发的气候效应研究仅局限于个例定点观测、理论推算或粗放模拟，无法对光伏电站开发的气候适应改善及光伏产业的未来发展规划提供有效支撑。因此，显式完备的光伏电站气候效应数值模拟方法是科学定量评价光伏电站气候影响的核心技术工具之一。
[0003]光伏电站气候效应中尺度数值模拟方法的重点环节是对光伏电站所在区域的辐射平衡、热量平衡和表面拖曳等物理过程进行数值描述，建立显式完备的中尺度数值参数化工具，进而开展敏感性数值模拟试验。目前针对光伏电站气候效应数值参数化的研发工作起步较晚。尽管美国亚利桑那团队从光伏面板的微尺度能量平衡角度出发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于陆上集中式光伏电站气候效应评估的中尺度数值模拟方法，所述数值模拟方法基于大型光伏电站气候影响的客观定量评价而开展，其特征在于，所述模型至少包括如下步骤：SS1.陆上集中式光伏电站多源气象观测数据预处理：原始观测数据质量控制，并挑选光伏电站内、外测点(参考点)的同期探测资料；SS2.利用综合反照率和光电转换效率进行地表短波辐射参数化：利用光伏电站内质控后的向下、向上短波辐射观测数据，采用比值法分别计算光伏电站内夏季和冬季的综合反照率；同时考虑不同季节光伏面板温度对发电效率的影响，根据发电量和向下短波辐射数据，采用比值法分别计算光伏电站内夏季和冬季的光电转换效率，进而对光伏电站区域的短波辐射平衡进行数值参数化；SS3.利用风速、空气密度和短波辐射对感热通量进行直接显式的数值参数化：考虑光伏面板白天加热大气的属性，结合光伏电站的感热输送系数、表面阻尼后的风速、空气密度和板温
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气温差(用短波辐射描述)及光伏电站内地表覆盖类型的占比等，对光伏电站区域的感热通量进行数值参数化；SS4.利用差异对比法进行潜热通量、土壤热通量和长波辐射参数化：采用差异对比法，以参考点的观测值为基准，计算光伏电站内同期观测的潜热通量、土壤热通量和地表温度的相对变化，结合斯蒂芬
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波耳兹曼热力学定律，对光伏电站区域的潜热通量、土壤热通量和长波辐射平衡进行数值参数化；SS5.利用动力学粗糙度对光伏面板的拖曳作用进行参数化：利用光伏电站内的涡动观测资料，根据Monin
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Obukhov相似性理论，计算光伏下垫面的平均动力学粗糙度Z0,用来描述光伏面板的表面拖曳阻尼作用；SS6：通过敏感性数值试验量化评估光伏电站的气候效应：基于步骤SS2～SS5，分别开展无光伏电站情景和有光伏电站情景的敏感性数值模拟试验，对比计算两组数值试验中关键气象变量的时空差异，实现对光伏电站气候效应的定量评价。2.根据上述权利要求所述的数值模拟方法，其特征在于，所述步骤SS1中，所述数据预处理包括：通过气候阈值、时空一致性检查等剔除原始观测数据，如...

【专利技术属性】
技术研发人员：常蕊，闫宇平，罗勇，施文，高晓清，
申请(专利权)人：国家气候中心，
类型：发明
国别省市：