[发明专利]基于数值天气预报和计算流体动力学的风资源评估方法

权利要求书

1.一种基于数值天气预报和计算流体动力学的风资源评估方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

利用数值天气预报模式模拟选定年份的风电场区域风速情况，获得所述数值天气预报模式所设置的格点的风速风向时间变化序列；

从所述格点的风速风向时间变化序列中选取一个或多个格点的风速风向时间变化序列，输入计算流体动力学CFD软件，计算得到全风场的风资源情况。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用数值天气预报模式模拟选定年份的风电场区域风速情况之前，还包括：

获取当地气象观测站的风速风向历史资料；

根据所述历史资料，计算年平均风速风向分布；

根据所述年平均风速风向分布，选取其中至少1个年份，其年平均风速风向分布接近多年平均状态。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述数值天气预报模式具体采用完全可压缩以及非静力WRF模式。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述WRF模式具体设置为：

采用三重嵌套，其最外层粗网格格点数134×110，水平格距27km，中间层网格格点数70×70，水平格距9km，最内层格点数52×70，水平格距3km；

设置该区域的中心经纬度为风电场附近；

设置粗网格的积分时步为27s；

设置初始场和边界条件使用1°×1°的NCEP资料，资料间隔为6小时一次；

设置对研究区域所述选定年份为期1年的逐日模拟，每天的算例积分36小时，起算时间为每日12时，到第三日00时终止；

设置模拟结果分析采用每天模拟的后24小时逐时输出结果。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用数值天气预报模式模拟选定年份的风电场区域风速情况之前，利用已有的测风塔资料，利用所述WRF模式进行参数化方案模拟试验分析，选取模拟结果与实况分析最 接近的行星边界层参数化方案，水汽参数化方案，积云参数化方案和辐射方案。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述利用数值天气预报模式模拟选定年份的风电场区域风速情况之前，

还利用数值天气预报模式模拟与已有测风塔资料同期的逐日模拟，获得模拟结果；

根据模拟结果与所述测风塔资料之间的误差，调整数值天气预报模式参数以订正模拟结果。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获得所述数值天气预报模式所设置的格点的风速风向时间变化序列，具体通过以下步骤获得：

利用数值天气预报模式模拟选定年份的风电场区域风速情况，获得3km分辨率的为期1年的逐日积分结果；

将每个格点上365天的风速模拟值连接起来，构成一个每个格点的8760h的风速风向时间变化序列。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述CFD软件具体为Meteodyn WT软件。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述Meteodyn WT软件具体设置为：

将计算区域按各个计算点的风向分为多个扇区；

设置每个扇区内的风速以每1m/s为等级进行划分；

设置该软件分别计算不同风向的风，以获得每个计算点之间的相对系数关系；

根据每个风向扇区内的各种风速等级出现的频率，设置该软件加权计算模拟区域内的综合风况；

将风电场区域划分为水平分辨率为50m，垂直方向最低层为5m的网格，同时结果点处网格加密，高度层与所述数值天气预报模式高度层对应；

设置对计算点进行定向计算和综合计算以获得风电场的风资源分布情况。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于所述利用数值 天气预报模式模拟选定年份的风电场区域风速情况，获得所述数值天气预报模式所设置的格点的风速风向时间变化序列，还包括：

获得所述数值天气预报模式所设置的格点的热稳定度时间变化序列；

从所述数值天气预报模式所设置的格点的热稳定度时间变化序列中选取一个或多个格点的热稳定度时间变化序列，输入所述CFD软件。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其特征在于所述从所述格点的风速风向时间变化序列中选取一个或多个格点的风速风向时间变化序列，输入CFD软件，还包括将风机所在位置作为计算点输入所述CFD软件以获得风机所在位置的风资源情况。