面向近岸多岛区域的海上风电场选址方法、设备、介质

专利2026-02-08  3


本发明属于风能或风资源评估领域,特别涉及一种面向近岸多岛区域的海上风电场选址方法、设备、介质。


背景技术:

1、风能评估是风电场选址的基础。准确的风场数据是风能评估的前提,进而为风场选址提供可靠的能源导向支持。基于全球或区域风场资料的中尺度气候模型(wrf,weatherresearch and forecasting model)模式的高分辨率输出结果是常见的获取风场数据的方法。选取最贴合当地实际风场的全球或区域风场资料(数据集)能提高wrf模拟结果的准确性。因此,在wrf模拟前,需要确保背景风场资料在研究区域的适用性。然而,当前各类风场资料的表现易受到下垫面地形的影响,尤其在岸线曲折破碎、岛屿较多的近岸区域,其性能差异较大。因此,仅用较少的实测站点数据验证风场资料往往难以反映其在近岸区域的实际准确性。通过选取多个实测点,对多种风场资料进行长周期验证,能更有效的评估风场资料在不同区域的表现性能,综合筛选出最契合当地实际风场的风场资料,为风场选址奠定坚实基础。

2、目前基于多因素综合评估的方法在风场选址中广为流行。常用的风电场选址计算方法主要分为以下两种:

3、(1)加权计算法:加权计算法往往需要通过采用层次分析法(ahp)和德尔菲法(delphi)等统计学方法,通过专家打分的方式确定各类影响因素的权重,然后将多个指标加权相加。这类方法受主观影响强,并且往往需要综合考虑多位具备充沛知识的各行各业专家的指导意见以及政策导向,因此其计算结果的人文社会因素倾向性强。根据不同时间、不同专家的打分,计算结果容易产生偏差,具有不确定性。

4、(2)指数法:指数法利用乘除的方式避免了加权计算法的不足,计算简单且客观。如有研究提出了一种快速定位和描述海上风电场场址的最佳热点识别指数。该指数结合了风资源可用性、月变化率和可开发风能的频率,是一种简单的辅助决策的计算方法。然而,由于该方法不适合同时考虑三者以上因素的影响,否则计算结果可能会出现无穷大值,使结果失去意义。

5、上述评估方法已被广泛应用于岸线单调的沿海或外海区域。然而在岸线曲折,岛屿众多 的沿岸地区,水深、地形等环境因素的局地空间差异性较强,常规的计算方法往往难以突显各类要素尤其是环境要素的空间异质性,使得评估结果的区分度较低,最佳建设区域难以被有效识别,选址效率有待提高。

6、综上所述,海上风场选址需要建立在最佳风场数据的基础上进行,此外,亟需提出一种能强调要素空间异质性的,同时考虑多类要素的,计算方法客观方便的海上风电场选址方法。


技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中的不足,提供一种面向近岸多岛区域的海上风电场选址方法、设备、介质。

2、第一方面,本发明实施例提供了一种面向近岸多岛区域的海上风电场选址方法,所述方法包括:

3、获取待选址区域中迎风开阔区域和背风遮蔽区域的风向实测数据和风速实测数据,计算风场数据集关于风向实测数据和风速实测数据的误差,从而筛选得到第一风场数据集;

4、将第一风场数据集输入至中尺度气候模型,输出第二风场数据;基于第二风场数据计算风功率密度均值;

5、计算待选址区域的风电场选址评分,所述风电场选址评分为风功率密度均值、能源要素指标与环境要素指标的乘积;其中,所述能源要素指标根据第二风场数据进行取值,环境要素指标根据岸线和测深取值。

6、第二方面,本发明实施例提供了一种电子设备,包括存储器和处理器,所述存储器与所述处理器耦接;其中,所述存储器用于存储程序数据,所述处理器用于执行所述程序数据以实现上述的面向近岸多岛区域的海上风电场选址方法。

7、第三方面,本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现上述的面向近岸多岛区域的海上风电场选址方法。

8、第四方面,本发明实施例提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序/指令,该计算机程序/指令被处理器执行时实现上述的面向近岸多岛区域的海上风电场选址方法。

9、本发明的有益效果是:通过在开阔迎风区和遮蔽背风区评估风场数据集,可综合得到最适合近岸多岛区域的风场数据集,进而提高中尺度气候模型wrf模拟高精度风场的准确度,从而有效提高风能评估的准确性;基于风功率密度的多因素指数型修正计算法,计算客观方便,能在确保各类要素之间的独立性的同时,有效突显影响要素的空间差异性,提高评估结果的空间区分度。



技术特征:

1.一种面向近岸多岛区域的海上风电场选址方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的一种面向近岸多岛区域的海上风电场选址方法,其特征在于,获取待选址区域中迎风开阔区域和背风遮蔽区域的风向实测数据和风速实测数据包括:

3.根据权利要求1所述的一种面向近岸多岛区域的海上风电场选址方法,其特征在于,所述风场数据集包括fnl、era5、cfsv2、jra-55、merra-2、cams、ccmp。

4.根据权利要求1或3所述的一种面向近岸多岛区域的海上风电场选址方法,其特征在于,计算风场数据集关于风向实测数据和风速实测数据的误差,从而筛选得到第一风场数据集包括:

5.根据权利要求1所述的一种面向近岸多岛区域的海上风电场选址方法,其特征在于,计算待选址区域的风电场选址评分包括:

6.根据权利要求1或5所述的一种面向近岸多岛区域的海上风电场选址方法,其特征在于,所述能源正面指标包括:最佳风功率密度发生频率、可利用的风速发生频率、最佳风速发生频率;

7.根据权利要求1所述的一种面向近岸多岛区域的海上风电场选址方法,其特征在于,所述方法还包括:

8.一种电子设备,包括存储器和处理器,其特征在于,所述存储器与所述处理器耦接;其中,所述存储器用于存储程序数据,所述处理器用于执行所述程序数据以实现上述权利要求1-7任一项所述的面向近岸多岛区域的海上风电场选址方法。

9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的面向近岸多岛区域的海上风电场选址方法。

10.一种计算机程序产品,包括计算机程序/指令,其特征在于,该计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1-7中任一所述的面向近岸多岛区域的海上风电场选址方法。


技术总结
本发明公开了一种面向近岸多岛区域的海上风电场选址方法、设备、介质,包括:获取待选址区域中迎风开阔区域和背风遮蔽区域的风向实测数据和风速实测数据,计算风场数据集关于风向实测数据和风速实测数据的误差,从而筛选得到第一风场数据集;将第一风场数据集输入至中尺度气候模型,输出第二风场数据;基于第二风场数据计算风功率密度均值;计算待选址区域的风电场选址评分,所述风电场选址评分为风功率密度均值、能源要素指标与环境要素指标的乘积;其中,所述能源要素指标根据第二风场数据进行取值,环境要素指标根据岸线和测深取值。

技术研发人员:白晔斐,支泓欢,刘菡,李飞翔,魏笑然,周桑君,周一帆,赵文宇,范迦勒
受保护的技术使用者:浙江大学
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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