[发明专利]一种基于空间聚类订正NWP风能图谱的方法及装置

权利要求书

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；

(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……a_k,用这k个点的平均风速建立k个空间聚类表V₁,V₂,V₃……V_k；

(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……m_k；

(b9)变换k值，循环b4～b8，选取误差最小的一次k值进行空间聚类；

(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(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，得到最终的订正结果。

5.一种基于空间聚类订正NWP风能图谱的装置，其特征在于：包括

用于对气象站和测风塔的实测数据进行分类以及处理，建立实测数据序列的实测数据序列建立装置；

用于计算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的空间聚类装置以及风能图谱划分装置；

用于利用实测数据序列对NWP风能图谱里的每个格点的数据进行订正的订正装置。