基于多模式集合的广东省风能预报评估

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:hzq5157585
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随着世界上化石能源的不断损耗,潮汐能、风能和太阳能等可再生能源的开发利用已成为全人类的共识。我国的风电行业发展迅速,与“十三五”规划提出的要求相比,我国的风电总发电量和风力发电比重已经超额完成,在新开展的十四五规划中,政府要求风电装机容量再做提升。为完成整体的能源规划,风能资源的评估必不可少,然而,风的不确定性以及气候变化给评估过程造成了巨大的压力。因此,在风能评估之前,应估算重现期的最大风速并以此来避免极端天气对风电开发项目所带来的负面影响。本研究是采用多模式集合的方法对广东省未来的风能变化进行预报评估。首先,获取ERA的再分析数据作为观测数据,CORDEX-EA的五个区域气候模型作为模拟数据。在历史参考时期,计算五个区域气候模型的年际变化分数(IVS)和Yule-Kendall偏度,将五个模型的效果进行排名,确定权重,通过加权获得一个新的区域气候模式集合。再用相关系数,均方根误差等参数验证风速数据的精度,计算发现,多模式集合的方法可以提高模型的精度,降低预报的不确定性。之后用ERA观测数据确定广东省历史时期的风速分布以及历史时期广东省的风能季节分布,广东省的风速空间分布呈现出从沿海到内陆逐渐降低,到内陆山地地区又有所回升的特点,广东省的风能季节上呈现出冬半年丰富,夏半年匮乏的特点。在风能预报评估之前,使用历史参考时期的最大风速数据重现未来评估时期的最大风速出现概率,得到了“广东省绝大多数站点符合风力等级划分且满足工程项目设计基本需求,但上川岛和南澳两个离岸站点及近海站点在风能预报评估中需要注意最大风速引起的极端天气”的结论。最后,将验证后的未来数据分为2021年到2040年(世纪前期),2041年到2070年(世纪中期)以及2071年到2100年(世纪末期)三个阶段,计算广东省四个区域24个站点在未来三个阶段和历史参考时期的季节和年际的风能变化。结果表明:从季节性变化的角度,两种温室气体排放情景下,季节变化明显,春夏两季波动性较大,冬季的增减较小;从年际变化的角度,两种温室气体排放情景下,在世纪前中期,广东省四个地区的风能变化整体呈现增加的趋势,在世纪末期,四个地区中多个站点都呈现出小幅的下降。并且,RCP8.5下的风能变化幅度要大于RCP4.5下的变化。
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