2014年第10期（总第109期）
经涵与节站 ENERGYANDENERGYCONSERVATION
中尺度风资源数值模拟试验分析
赵志朋·
(河北省电力勘测设计研究院，河北石家庄050031）
2014年10月
摘要：应用中尺度数值模式模拟地区的风资源状况是一种比较先进的方法。该模拟成果对大范图区城风能资源的宏观评估和风电场宏观选址具有很好的参考价值。着重介绍了WRF（WeatherResearchandForecast）数值模式模拟方法，
并采用该模拟方法对近海风电场的风资源进行了模拟。关键调：数值模式；WRF；风电场；风资源
中图分类号：TK81
文献标识码：A
文章编号：20950802(2014)10008003
Numerical Simulation Test Analysis on Mesoscale Wind Resource
ZHAO Zhi-peng
(Hebei Electric Power Design & Research Institute,Shijiazhuang 050031, Hebei, China)
Abstract: Simulate the condition of wind resource in a region by applying mesoscale numerical model is a comparatively advanced method. The simulation results are of good reference value to the macroscopic assessment of wind resource in a large region and the macroscopic site selection of wind farms. Focuses on the simulation method of WRF (Weather Research and
Forecast) numerical model and simulates the wind resource of offshore wind farms by using the simulation method. Key words:numerical model;WRF;wind farms; wind resource
0引言
风能是一种可再生、无污染、能量大、前景广的能源，大力发展清洁能源是世界各国的战略选择。风能资源评估是风能开发利用的关键环节，它是制定风能规划、风电场选址、风电功率预测、风机选型、机组布置和发电量计算的重要基础。而风电场中由于测风塔分布数量有限，仅依靠单纯测风塔资料很难对风能资源空间变化格局做出准确评价，因此选用模型模拟风能资源分布已成为一种重要而被广泛接受的研究方式[1-]。
风场数值模拟实施方案 1
假设风电场位于近海区域，风场内没有测风塔，附近有一座海上测风塔和若干海岸上陆地测风塔，且它们离风场均较远，用其对本风场进行风资源评价存在较大误差。因此，本阶段采用数值模拟方法，对此类型风场区域风资源进行垂直和水平双向计算，并通过引人实测数据，对其进行检验和校正，能较大提高
收稿日期：2014-07-31
作者简介：赵志期，1984年生，男，河北邢台人，2008年毕业
于武汉大学水文与水资源专业，硕士，工程师。· 80·
拟建区域的风能资源评估精度，为风机选型、机位布置和发电量计算打下坚实基础，提高项目收益，降低项目风险。针对此类风场，所采用的数值模拟方法为
WRF(Weather Research and Forecast)模式。 1.1WRF数值模式简介
WRF（Weather Research andForecast)模式州系统是由美国多家研究部门及大学的科学家共同参与开发研究的新一代中尺度预报模式和资料同化系统。WRF 模式是一个完全可压非静力模式，控制方程组都写为通量形式。垂直坐标采用地形跟随静力气压垂直坐标，网格形式采用ArakawaC格点，时间积分采用时间分裂显示方案来解动力方程组，即模式中垂直高频波的求解采用隐式方案，其它波动则采用显示方案。显示时间积分方案提供了2阶和3阶Runge-Kutta时间积分。
WRF模式集成了多年来在中小尺度天气动力学方面的研究成果。WRF模式采用Arakawa-C网格、三阶 Runge-Kutta时间积分、高阶平流方案、标量守恒差分方案等技术，可使模式耗散项更小、精度更高，从而使模式的最佳水平分辨率可以达到1km~10km。针对中小尺度天气特点，WRF模式对辐射过程、边界层参数化过程、对流参数化过程、次网格湍流扩散过程及微物理过程等进行了改进和优化处理，发展出了丰富而成套的物理过程选项，模式应用技术人员可根据