[发明专利]基于WRF/CFD/SAHDE-RVM耦合的复杂地貌区域短时风能预测方法

说明书

发明提供基于WRF/CFD/SAHDE‑RVM耦合的复杂地貌区域短时风能预测方法。该预测方法包括WRF风向预测、SAHDE‑RVM短时风速预测、初步制作APG、完善APG和短时风能预测等步骤。该方法能够通过风速计的观测数据更加精确地匹配到对应的边界条件的信息。能够为复杂地貌区域的风电塔提供未来短时间内的风向和风速信息，便于区域内各个风电塔进行实时地调整，提高咬风能力。具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及风电领域，特别涉及一种风能预测方法。

背景技术

为了对一个复杂地貌区域进行短时风能预测,现行的方法中有一种基于天气研究与预报模式(The Weather Research and Forecasting Model，WRF)提供的气象数据在WAsP软件中进行区域的风场短时预测，WAsP模型的基本思想是将控制气流运动的动量方程线性化，这样可以显著减少求解非线性偏微分方程(the nonlinear partialdifferential equations)的难度，同时也节约了大量的时间成本。另外有一种基于WRF提供的气象数据进行实时模拟预测，随后将模拟结果输入CFD软件进行计算，获取整片区域预测风场信息的方法。此外还有一种测量与预测联系的方法(Measure-Correlation-prediction，简称MCP)。

发明人发现现有技术至少存在以下缺陷：

一是采用WAsP模型,是通过风速计观测资料计算地转风，假定一定范围内的地转风速不会变化，再根据周围地区的地表特征，由地转风推算任一点的近地层风速和风能参数。由于是从一个观测点外推，误差会随着与测风点距离的增加而加大，因此直接将WAsP用于较大区域的风能推算不可行；另外，由于WAsP本身采用线性模型进行计算，会造成随着流经地形的复杂流体的计算结果的不确定性，有其一定的局限性；同时现有的研究发现表明采用线性的模型会高估山顶处气流的加速度而且无法解决山体背风面的气体分流问题。

二是采用CFD软件实时进行数值模拟的方法，需要及时从WRF中提取短时预测气象数据，同时运行所耗费的计算资源巨大，需要一定的计算时间，效率难以保证，不便于风电塔根据短时风能预测结果实时进行应对调整。

三是采用MCP方法需要两个必要条件：(1)需要获得复杂地貌区域全局和局部一段时间内的观测数据，(2)该全局数据与局部数据要有好的相关性。但由于复杂地貌区域下的流体特性的非线性，目前很难去找到一个特定的方程去描述它们的相关性；同时，进行全局的实地数据测量需要设立多个风速计对整个地区进行长时间的风速及风向的观测，这种方法首先建设及维护成本高昂，其次个别测量地点位置的不当选择可能会影响复杂地形区域风场信息的表达。

因此，提供基于WRF/CFD/SAHDE-RVM耦合的复杂地貌区域短时风能预测方法,对复杂地形区域的风能评估有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种可根据实际状况计算合理限速值的桥上行车限速控制系统，以解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，基于WRF/CFD/SAHDE-RVM耦合的复杂地貌区域短时风能预测方法，包括以下步骤：

1)获取目标复杂地貌区域地形资料，基于WRF提供的气象数据进行短时风向预测。得出目标复杂地貌区域的短时主流风向。

2)SAHDE-RVM短时风速预测。

2.1)使用RVM进行回归预测，建立RVM回归预测模型。

2.2)收集目标复杂地貌区域风速计处历史风速风向数据作为SAHDE算法的训练样本。通过对样本数据集的训练，自适应获取步骤2.1)所述RVM回归预测模型的最优参数。

2.3)根据风速计实时数据，返回风速计处的短时风速预测结果。