國家氣候中心常蕊獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉國家氣候中心申請的專利超低空急流對海上風力發電的影響評估與預測方法、介質及程序產品獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120218339B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-12發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510314447.4,技術領域涉及:G06Q10/04;該發明授權超低空急流對海上風力發電的影響評估與預測方法、介質及程序產品是由常蕊;巢清塵;劉蕓蕓;陸春暉;王陽;哈斯;徐源;王銘昊設計研發完成,并于2025-03-17向國家知識產權局提交的專利申請。
本超低空急流對海上風力發電的影響評估與預測方法、介質及程序產品在說明書摘要公布了:本發明公開了一種超低空急流對海上風力發電的影響評估與預測方法、介質及程序產品,包括氣象?風電多源特種梯度數據融合與預處理;超低空急流識別及典型案例庫搭建;從軸向誘導因子、空氣密度和葉輪等效風速等維度,研發適用于海陸交界氣候特征及風電轉化特征模擬的WRF?WFP模型;通過數值方案設計、敏感性數值試驗及統計分析等手段,分類量化超低空急流對海上風力發電的綜合影響,預測潛在的發電波動和機械風險。該方法可實現海陸交界復雜下墊面條件下超低空急流對海上風電場風速擾動、湍流擴散和發電效率的綜合影響評估與預測,有助于加深對大氣動力學與新能源發電相互作用機理的認識,并為風電場運營提供預測結果和生產調度建議。
本發明授權超低空急流對海上風力發電的影響評估與預測方法、介質及程序產品在權利要求書中公布了:1.一種超低空急流對海上風力發電的影響評估與預測方法,其特征在于,所述方法至少包括如下步驟: SS1.采集沿海地區多源梯度風觀測數據并進行質量控制和融合,形成基礎風數據集;采集海上風電場風機SCADA數據及風機基本參數并進行質控; SS2.對基礎風數據集進行篩選,識別急流中心位于風機掃風范圍內的超低空急流案例,建立案例庫;依據急流中心所在高度,將其細分為輪轂高度之下、輪轂高度處及輪轂高度之上的急流;從基礎數據集中篩選風廓線遵循指數律的案例,建立與急流案例庫對應的標準參考流場案例庫; SS3.從軸向誘導因子、瞬變空氣密度及葉輪等效風速修正WFP參數化方案,并與中尺度WRF模式耦合形成WRF-WFP模型,同時采用SCADA數據對耦合模型進行檢驗及參數調優,所述修正過程為: 通過瞬變空氣密度優化方案刻畫空氣密度對發電功率和拖曳力的影響,通過葉輪等效風速優化方案刻畫葉輪面內風速的非均勻特征,同時引入軸向誘導因子將風速訂正為自由來流,其中: 瞬變空氣密度對風速的修正公式為: 葉輪掃風面內等效風速v的計算公式為: 軸向訂正因子a的計算公式為: 以上各式中,U為經過空氣密度修正后的風速,U std 為風機標準功率曲線對應的風速,ρ std 為標準空氣密度;ρ為實際空氣密度;βU std 為密度修正系數,是平均風速的函數;v為葉輪掃風面內的等效風速,S為葉輪掃風面積,Uz,r為葉輪面內高度z和徑向位置r處的實際風速,θz,r為局地風向與葉輪法向的夾角;C t 為風機的推力系數,D為葉片直徑,dx為中尺度WRF模式的網格點水平尺度,δ為葉輪法向與網格主導風向的偏差角;U ∞為自由來流風速且; SS4.針對海陸交界下墊面條件下的超低空急流,通過中尺度WRF模式進行模擬仿真,并針對空間范圍內的海陸覆蓋比、邊界層參數化方案、陸面參數化方案及垂直網格設置進行比選調優,形成適用于海陸交界超低空急流的中尺度WRF模式最優參數化方案組合; SS5.利用WRF-WFP模型并結合中尺度WRF模式最優參數化方案組合,以超低空急流案例為氣象條件驅動場,分類開展敏感性數值試驗,統計量化超低空急流對海上風力發電的綜合影響,預測潛在的發電損失和機械風險。
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