祖繁,樊曙先,王咏薇,吴息



复杂下垫面风电场风速数值模拟及误差特征

祖繁①*,樊曙先①,王咏薇②,吴息②

① 南京信息工程大学 大气物理学院,江苏 南京 210044;

② 南京信息工程大学 大气环境中心,江苏 南京 210044

2012-12-24收稿，2013-08-23接受

江苏省科技支撑计划(BE2010200);江苏省高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)

利用WRF模式分别对沿海及山地条件下风电场风速进行高分辨数值模拟,并对其误差特征进行分析,结果表明:1)WRF模式对复杂地形条件下的风速模拟性能良好,模拟值较好地体现天气尺度的周期变化;2)沿海及山地条件下模拟与观测的误差特征各不相同。模式静态数据未能显现沿海的小岛,并且低估了山地测风塔所在的海拔,导致沿海平均模拟风速偏大,山地平均模拟风速偏小;3)分析不同风向的归一化均方根误差,沿海陆风情况下,下垫面相对复杂,误差明显增大;沿海海风情况下,下垫面均一,误差明显减小;4)仅作单个风电场周边数百平方千米的模拟,采用一台12核的服务器进行WRF模式的并行计算可满足48 h短期预测的时效性。仅仅提高模拟的网格分辨率,并不一定能提升模拟的准确性。

复杂下垫面

WRF模式

风速

数值模拟

误差特征

网格分辨率

风力发电作为一种无污染、可再生的能源,已逐渐成为许多国家可持续发展的重要组成部分,发展十分迅速。准确的风速预报可供电网及时调度,从而提高风电的经济效益。但是,由于风具有波动性和间歇性,大容量的风电接入电网将会对电力系统的安全、稳定运行以及保证电能质量带来严峻挑战(王丽婕等,2009)。……