基于NWP-CFD的风资源评估和短期预报

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tsy99
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
风无处不在,并且不会像化石能源一样随着人类的开采而消失殆尽。所以风能是一个潜在的巨大能源资源库,并且是一种清洁无污染的能源。随着风力发电机的发展不断扩大,选择最优的风资源场址成为了发展风力发电的必要条件之一,而选择最优的场址则需要对风资源的宏观和微观分布状况以及变化做到真正地了解,因此,研究和发展风资源评估技术显得尤为重要。同时,由于风力的波动性、间歇性以及不可控制性,使得风电的并入对电网的安全稳定性以及调度带来影响,因此,研究有效的风速短期预报方法也显得尤为必要。本文考虑了从几公里到几米的水平尺度,通过数值天气预报系统(Numerical Weather Prediction,NWP)、风资源分析及应用程序(Wind Atlas Analysis and Application Program,WAs P)、计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)对风资源宏观和微观分布情况以及风速预报进行了模拟研究。在本文中,通过对NWP中的天气预报模式WRF(The Weather Research and Forecasting)进行深入的解析,并对其的预报效能进行模拟研究,然后运用该中尺度模式对研究区域进行宏观的风资源评估。在对微观风资源方法的研究中,本文运用基于CFD方法的全风向模拟和微观风资源评估软件WAs P对研究区域开展了进一步的研究,了解和对比这两种微观风资源评估方法,并通过对比实测值分析微观风资源评估方法的准确性。对于风速的预报方法的研究中,本文运用NWP和CFD耦合模式,实现研究区域内真实风场的模拟,并对比于直接使用中尺度模拟方法和快速预报方法,对良态风环境下和台风环境下耦合模式的风速预报效能进行对比分析研究。本文实现了从宏观到微观的风资源分布数值模拟方法的完整研究,使风资源的评估不再局限于基于气象观测站的历史数据资料,并减少了因气象站测风高度只达到10 m而不是风机轮廓高度的误差以及气象站周围城市化所带来的影响。同时,数值天气预报系统和计算流体动力学的耦合模式也是对仅仅运用中尺度模式进行风速预报的一种降尺度修正和完善,使模拟受到复杂地形的影响,将模拟更加精细化,并且充分运用数值天气预报系统的预报功能,使计算流体动力学模拟的风环境更加真实且具有预报的效能。
其他文献
有限单元法是力学计算的基本方法,是一种解决复杂工程计算问题的有效的离散化计算方法。有限元法以经典理论为基础,以计算机为工具,通过有限元程序实现对复杂工程问题的分析
近几年来,地震的频繁发生给我国带来了严重的经济损失和人员伤亡,特别是在地震多发的山区和农村。很多数据显示地球目前正处于地震活跃期的边缘,传统的抗震设计方法已不足以
近年来,全断面岩石掘进机(以下简称TBM)在水利、交通、城市轨道交通等工程领域得到广泛应用。由于煤炭矿山水文与工程地质条件复杂,国内少有TBM在该行业工程应用与研究的报道
随着社会经济的发展和人口的急剧增长,人类对水的需求不断增加,加之人类用水的不科学和水体的严重污染,使可利用的水资源日趋锐减。目前,水资源危机已成为所有国家在政策、经济和
铁路的快速、便捷和舒适化是一个国家发达与否的重要标志之一,现在世界发达国家都拥有自己的城际快速铁路网。高速铁路需具有强度高、刚性大,稳定性和耐久性好的特点,在运营条件
随着现代科技的飞速发展,全世界的建筑行业领域也产生了巨大飞跃。在中国,由于其国情决定了我国还是一个处于社会主义初级阶段的国家。在这样的环境下,大量国家基础设施的建
对城市建筑物进行震害预测是编制防震减灾规划的基础性工作,通过对建筑物的震害预测,可以正确地对城市各类房屋的抗震能力作出评价,从而了解在预估的地震烈度影响下,城市的地
近年来,路堤桩作为一种新型的地基处理方式目前在国内外许多工程当中得到了广泛的应用,特别是在一些公路拓宽工程当中取得了显著的经济和时间效益。然而在国内这方面的研究时间
随着基于性能的抗震设计方法的提出,以及计算效率的飞速提高,弹塑性分析方法在地震反应研究中得到了广泛的认可和应用。弹塑性分析方法包括静力和动力两种: ·静力弹塑性分析
学位