[发明专利]一种利用观测风速数据校正中尺度模拟风速数据的方法及系统

说明书

本发明公开了一种利用观测风速数据校正中尺度模拟风速数据的方法及系统，通过结合测风塔的观测风速数据对中尺度气象模型输出的中尺度模拟风速数据进行模式输出统计校正后处理，对于中尺度模拟风速数据的校正不仅考虑了中尺度模拟风速数据与单点观测之间的模式输出统计校正，还考虑了在中尺度模拟区域范围内多观测点模式输出统计校正，即将每个测风塔点与目标点之间的距离权重考虑进来，并结合每个观测点自身得到的模式输出统计模型系数，进行综合模式输出统计分析计算，可以校正中尺度模拟区域范围内任意位置处的中尺度模拟风速时间序列数据，其结果与单纯模式模拟相比有较大改善，有效提高了中尺度气象模式的风速模拟数据精度。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种利用观测风速数据校正中尺度模拟风速数据的方法。

背景技术

目前，风电行业内对于风电开发目标风场的风资源评估所需的气象数据仍主要采取树立测风塔测风的形式获得，而测风塔在测量的过程中若受极端天气、设备运行故障等因素影响，会产生大量的问题数据，这使得清洗后的测风塔风速数据无法满足国标对有效数据完整率的要求。除传统的测风塔数据外，利用中尺度气象模式对风电开发目标风场进行中尺度风速模拟也是风资源评估的一种有效方法。然而，现有的中尺度气象模式得到的中尺度模拟风速数据的精度较低，无法反映风电场的实际风资源情况，导致风电开发目标风场的风资源评估结果的可靠性较差。

因此，如何提高中尺度气象模式的风速模拟数据精度，是目前亟待解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明特别创新地提出了一种利用观测风速数据校正中尺度模拟风速数据的方法及系统，可校正中尺度模拟区域范围内任意一点的中尺度风速数据，提高了中尺度气象模式的风速模拟数据精度。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种利用观测风速数据校正中尺度模拟风速数据的方法，所述方法包括如下步骤：

构建用于校正中尺度气象模型输出的中尺度模拟风速数据的模式输出统计模型；

对目标风场的测风塔的观测风速数据进行预处理得到观测风速时间序列数据；

从所述中尺度气象模型输出的中尺度模拟风速数据中提取所述测风塔位置处的指定高度的第一中尺度模拟风速时间序列数据；

基于所述观测风速时间序列数据和所述第一中尺度模拟风速时间序列数据得到第一模式输出统计模型系数；

基于所述第一模式输出统计模型系数和第一中尺度模拟风速时间序列数据利用所述模式输出统计模型进行模式输出统计分析计算，得到所述测风塔位置处的第一校正后的中尺度风速数据；

从所述中尺度气象模型输出的中尺度模拟风速数据中提取除所述测风塔位置之外的其他位置的指定高度的第二中尺度模拟风速时间序列数据；

将各测风塔到所述其他位置中目标点的距离作为权重系数，基于各测风塔的所述第一模式输出统计模型系数和所述权重系数，得到第二模式输出统计模型系数；

基于所述第二模式输出统计模型系数和第二中尺度模拟风速时间序列数据利用所述模式输出统计模型进行模式输出统计分析计算，得到所述测风塔位置之外的其他位置的第二校正后的中尺度风速数据。

优选地，所述模式输出统计模型如下：

y′＝mx (公式1)

其中，x表示中尺度模拟风速，y′表示校正后的中尺度风速数据，m表示模式输出统计模型系数。

优选地，所述基于所述观测风速时间序列数据和所述第一中尺度模拟风速时间序列数据得到第一模式输出统计模型系数采用如下公式计算：