[发明专利]一种基于多模式集合的高分辨率电力气象预报方法

说明书

本发明提供一种基于多模式集合的高分辨率电力气象预报方法，包括太阳能电场电力气象预报过程和风电场电力气象预报过程；太阳能电场电力气象预报过程包括：将N个基于地表辐射晴空插值的太阳能电场预报模块和N个基于中尺度模拟的太阳能电场预报模块组成太阳能电场预报成员集合；对太阳能电场预报成员进行权重评估；建立地表辐射场神经网络模型进行预测修正。优点为：本发明极大地改善了现有电力气象预报精度，可有效提升风电功率预测、光伏发电功率预测、海上风电场综合气象保障、电网气象灾害预警等服务的准确性及可靠性。

技术领域

本发明属于电力气象预报技术领域，具体涉及一种基于多模式集合的高分辨率电力气象预报方法。

背景技术

电力气象是与新能源发电应用密切相关的应用气象学分支领域，主要涉及风能、太阳能等清洁能源的开发利用。

进入21世纪后，在各国政策的扶持下，风电、光伏发电在全球范围内增长迅速，截至2017年年初，我国的风电、光伏发电装机容量已跃居世界首位。受天气变化影响，风电、光伏发电存在波动性、随机性和间歇性，被称为波动性电源。为了消纳更多的风能和太阳能，发电企业必须对未来几天的发电功率进行预测，以便电网公司提前安排日前发电计划，这一业务被称为新能源发电功率短期预测。对于短期功率预测而言，未来几天的天气预报是最为基础的输入数据。其中，对风电并网影响最大的气象要素是近地面不同层高的风速和风向，而影响光伏发电并网的主要气象要素是全天空向下短波辐射，即水平面总辐射。因此，风电场和太阳能电场的运营离不开高分辨率的精准电力气象预报服务，这对提升短期功率预测精度、减少弃风弃光、增加电站经济效益至关重要。

长期以来，我国的气象预报服务由气象主管部门负责提供，即中国气象局、省市气象局等。气象局提供的专业气象预报信息和公共气象预报信息均来自同一套业务化预报系统，时空分辨率粗糙，误差较大，难以满足电力行业的应用需求。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种基于多模式集合的高分辨率电力气象预报方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种基于多模式集合的高分辨率电力气象预报方法，包括太阳能电场电力气象预报过程和风电场电力气象预报过程；

所述太阳能电场电力气象预报过程包括以下步骤：

步骤1，设共采用N个全球预报模块，分别为Q₁、Q₂,…,Q_N；

建立N个基于地表辐射晴空插值的太阳能电场预报模块，分别为F₁、F₂,…,F_N；对于任意的基于地表辐射晴空插值的太阳能电场预报模块F_i，均唯一对应全球预报模块Q_i；其中，i＝1、2,…,N,任意的基于地表辐射晴空插值的太阳能电场预报模块F_i，均以全球预报模块Q_i预报到的未来指定时间段的指定地点的全天空向下短波辐射值作为输入数据，预报得到未来指定时间段的指定地点的逐15分钟全天空向下短波辐射值；

步骤2，建立N个基于中尺度模拟的太阳能电场预报模块，分别为Z₁、Z₂,…,Z_N；对于任意的基于中尺度模拟的太阳能电场预报模块Z_j，均唯一对应全球预报模块Q_j；其中，j＝1、2,…,N，任意的基于中尺度模拟的太阳能电场预报模块Z_j，均以全球预报模块Q_i预报到的未来指定时间段的指定地点的不同层高的温度、湿度、气压、风速、风向三维大气要素作为输入数据，预报得到未来指定时间段的指定地点的逐15分钟全天空向下短波辐射值；