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风力预测中数值天气预报的应用

对电网真正的考验在风电场建成投运之后,短期内电网供电间歇性不仅仅只意味着统计数据上的反常,而是将直接决定一般用户是否能正常用上电。

  对于极短期的预测而言(如果1小时之内的预测),目前占主导地位的技术是“持续预测”,其原理是假设1小时内风速不会发生改变。丹麦能源咨询师考克斯表示,尽管过去10年内各国投入了大量资金,用于开发风力预测技术,但“持续预测”仍然是短期预测的基准。但若想预测更远未来的风速,“持续预测”就心有余而力不足了。

  为改进“持续预测”技术,研究人员求助于数值天气预报(NWP,一种气候学家用来预测全国天气的方法)。在使用这一方法的过程中,研究人员将地球大气想象成一个被划分成无数小方格的三维网络,每个方格都代表不同地区。用这种方法可以计算某一地区(即三维网络中的某一小方格)风速的大致数据,再加上该地区涡轮机发电能力的信息,就能绘出这一地区大致的风力发电曲线图。NWP在应用过程中遇到的最大挑战在于,不同地形、地貌会使风力资源在相对较小的范围内发生很大改变,解决这一难题的一个方法是将过程细化,将方格划分得更小,得到更细分后地区的风力数据。美国AWSTruepower公司开发的电子风力(eWind)预测系统正是基于这一细化原理开发出来的。公司称,eWind系统能将未来1小时预测的误差从7.5%降至4%。而与传统的预测方法相比,未来1天内预测的误差也从35%降至了14%—22%。丹麦的研究也同样取得了类似的成果,过去10年中,未来1天风能预测误差从传统NWP技术的36%降至了18%—20%。

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