[发明专利]一种面向复杂地形的风能资源评估方法、设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种面向复杂地形的风能资源评估方法、设备及存储介质，所述方法包括以下步骤：（1）根据风速的观测数据制作气候场；（2）制作距平场；（3）将空间分辨率一致的气候场、距平场结果叠加，得到高精度的风速插值结果；（4）将得到的插值结果与风速的观测数据进行偏差订正得到最终结果；（5）计算平均有效风功率密度；（6）计算基于日平均风速估算风能密度；本发明以有效提升风速数据的准确度；有效减小由于空间分辨率过粗带来的系统误差；可以有效提升风速数据的空间分布；可以在复杂地形、缺少小时风速数据等多种情况下评估风能资源；可以建立高精度风能资源数据集，有效提升风能资源的评估精度。

技术领域

本发明涉及信息处理技术领域，尤其涉及一种面向复杂地形的风能资源评估方法、设备及存储介质。

背景技术

近年来，由于传统能源大量使用带来的环境问题日益严重，人们逐渐意识到使用清洁能源的必要性。风能资源在清洁能源中占有很大比重，它具有可持续利用时间长、发电时间稳定、运营成本低等优点。不同高度的风速和风功率密度是风能资源最重要的评估标准，目前的技术难点包括：地面气象台站无法做到风速监测的全区域覆盖，缺少不同高度、高水平空间分辨率和逐小时的风速监测资料，无法满足风能资源评估要求，导致目前的评估结果往往精度较低；对于观测资料较少的区域缺乏有效的估算方法；近地面风速与下垫面存在紧密关联，在高原和山地等复杂地形区域，风能资源评估具有较高难度。因此，研发一套适用于大尺度空间范围的风能资源评估技术刻不容缓。

在进行风能资源的评估工作时，主要分为两个步骤。一是将风速资料进行时空降尺度，从而构建一套高精度的风速数据，用于计算年平均风速和分析风速的时空分布。二是风功率密度的评估，即基于降尺度后的高精度风速计算得到时空空间分辨率甚高的风功率密度，用于分析适宜开发风能资源的区域和估算蕴藏的可开发风能资源总量。进行大尺度评估风能资源工作时，必须解决地面台站较少、缺少小时风速、地形复杂等技术难题。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供了一种面向复杂地形的风能资源评估方法、设备及存储介质主要解决缺少计算高精度风速、风能未来预估数据的问题、缺少小时风速估计风能密度的问题和复杂地形下的高精度风能资难以评估源评估的问题。

技术方案：本发明所述的一种面向复杂地形的风能资源评估方法，包括以下步骤：

（1）根据风速的观测数据制作气候场；

（2）制作距平场；

（3）将空间分辨率一致的气候场、距平场结果叠加，得到高精度的风速插值结果；

（4）将得到的插值结果与风速的观测数据进行偏差订正得到最终结果；

（5）计算平均有效风功率密度；

（6）计算基于日平均风速估算风能密度。

进一步的，所述步骤（1）具体如下：首先根据风速的观测数据计算平均气候场，然后通过加入地形协变量的薄盘平滑样条函数进行空间插值，得到气候场插值结果，插值精度与评估风能资源需要的精度一致。

进一步的，所述平均气候场为：计算气候场的数据选用风速观测时期三十年时间的平均值。

进一步的，所述步骤（2）具体为：首先计算所有风速数据与气候场的差值即异常值，然后将异常值采用加入地形协变量的薄盘平滑样条函数进行空间插值，得到异常值插值结果，插值精度与评估风能资源需要的精度一致。

进一步的，所述步骤（4）具体为：所述偏差订正方法采用距累计分布函数法；若缺少高精度的观测数据可将原始观测数据通过步骤（1）-（3）进行处理。

进一步的，所述等距累计分布函数法公式如下：

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