基于WRF模式的酒泉风电基地近地层风场特征模拟研究

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本文利用酒泉风电基地2009年11月—2010年10月风电场测风塔资料,分析了酒泉风电基地的近地层风场特征,在此基础上,应用WRF模式对酒泉地区2010年8月的风场进行了数值模拟试验,比较了两种不同边界层方案下的模拟效果,并探讨了误差分布的规律和原因。对2009—2010年的酒泉风电基地近地层的风场特征的分析结果表明:各高度间风速的差异分布大体相同;近地层平均风速最大出现在2010年8月,最小出现在2009年12月;近地层平均风速具有明显的日变化特征;近地层平均风速廓线,不论冬夏底层风速均随高度的增高而增大,且夜晚比白天增大得快;冬季上下层风速差较夏季大;近地层风垂直切变有明显的日变化特征,最靠近地面一层的风切变最大,存在一个风切变最小的中间层;夏季近地层主频风向东风方向占多数,冬季近地层主频风向为东、西风;风速和风向特征均存在较大季节差异。模拟结果表明,MYJ和YSU两种边界层方案能够适应酒泉地区风场模拟,都能较好的模拟出近地层风速变化的特征,整体比较MYJ方案优于YSU方案,特别是对风切变的模拟能力。通过对2010年8月份不同气象条件下MYJ和YSU两种方案的模拟结果的对比分析:在晴天、大风、降水等天气时YSU方案模拟效果好于MYJ方案,多云天气时MYJ方案好子YSU方案,高温天气时相差不大;对比不同高度发现,各种天气时均对30米高度模拟效果好于70米;两种方案均对晴朗无云和有降水气象条件下的模拟性能最好,对多云天气条件下的模拟性能次之,大风和高温气象条件下模拟性能较差。分析出现的误差原因:一是模式对风切变模拟能力较差,二是可能与下垫面非绝热加热影响有关。
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