国家气候中心常蕊获国家专利权
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龙图腾网获悉国家气候中心申请的专利超低空急流对海上风力发电的影响评估与预测方法、介质及程序产品获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120218339B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510314447.4,技术领域涉及:G06Q10/04;该发明授权超低空急流对海上风力发电的影响评估与预测方法、介质及程序产品是由常蕊;巢清尘;刘芸芸;陆春晖;王阳;哈斯;徐源;王铭昊设计研发完成,并于2025-03-17向国家知识产权局提交的专利申请。
本超低空急流对海上风力发电的影响评估与预测方法、介质及程序产品在说明书摘要公布了:本发明公开了一种超低空急流对海上风力发电的影响评估与预测方法、介质及程序产品,包括气象‑风电多源特种梯度数据融合与预处理;超低空急流识别及典型案例库搭建;从轴向诱导因子、空气密度和叶轮等效风速等维度,研发适用于海陆交界气候特征及风电转化特征模拟的WRF‑WFP模型;通过数值方案设计、敏感性数值试验及统计分析等手段,分类量化超低空急流对海上风力发电的综合影响,预测潜在的发电波动和机械风险。该方法可实现海陆交界复杂下垫面条件下超低空急流对海上风电场风速扰动、湍流扩散和发电效率的综合影响评估与预测,有助于加深对大气动力学与新能源发电相互作用机理的认识,并为风电场运营提供预测结果和生产调度建议。
本发明授权超低空急流对海上风力发电的影响评估与预测方法、介质及程序产品在权利要求书中公布了:1.一种超低空急流对海上风力发电的影响评估与预测方法,其特征在于,所述方法至少包括如下步骤: SS1.采集沿海地区多源梯度风观测数据并进行质量控制和融合,形成基础风数据集;采集海上风电场风机SCADA数据及风机基本参数并进行质控; SS2.对基础风数据集进行筛选,识别急流中心位于风机扫风范围内的超低空急流案例,建立案例库;依据急流中心所在高度,将其细分为轮毂高度之下、轮毂高度处及轮毂高度之上的急流;从基础数据集中筛选风廓线遵循指数律的案例,建立与急流案例库对应的标准参考流场案例库; SS3.从轴向诱导因子、瞬变空气密度及叶轮等效风速修正WFP参数化方案,并与中尺度WRF模式耦合形成WRF-WFP模型,同时采用SCADA数据对耦合模型进行检验及参数调优,所述修正过程为: 通过瞬变空气密度优化方案刻画空气密度对发电功率和拖曳力的影响,通过叶轮等效风速优化方案刻画叶轮面内风速的非均匀特征,同时引入轴向诱导因子将风速订正为自由来流,其中: 瞬变空气密度对风速的修正公式为: 叶轮扫风面内等效风速v的计算公式为: 轴向订正因子a的计算公式为: 以上各式中,U为经过空气密度修正后的风速,U std 为风机标准功率曲线对应的风速,ρ std 为标准空气密度;ρ为实际空气密度;βU std 为密度修正系数,是平均风速的函数;v为叶轮扫风面内的等效风速,S为叶轮扫风面积,Uz,r为叶轮面内高度z和径向位置r处的实际风速,θz,r为局地风向与叶轮法向的夹角;C t 为风机的推力系数,D为叶片直径,dx为中尺度WRF模式的网格点水平尺度,δ为叶轮法向与网格主导风向的偏差角;U ∞为自由来流风速且; SS4.针对海陆交界下垫面条件下的超低空急流,通过中尺度WRF模式进行模拟仿真,并针对空间范围内的海陆覆盖比、边界层参数化方案、陆面参数化方案及垂直网格设置进行比选调优,形成适用于海陆交界超低空急流的中尺度WRF模式最优参数化方案组合; SS5.利用WRF-WFP模型并结合中尺度WRF模式最优参数化方案组合,以超低空急流案例为气象条件驱动场,分类开展敏感性数值试验,统计量化超低空急流对海上风力发电的综合影响,预测潜在的发电损失和机械风险。
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