一種提高風(fēng)速預(yù)報(bào)精度的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種提高風(fēng)速預(yù)報(bào)精度的方法，包括步驟：A、依據(jù)風(fēng)向、風(fēng)能確定特征月份；B、依據(jù)各特征月份的歷史氣象數(shù)據(jù)，結(jié)合對(duì)特征月份進(jìn)行WRF模式計(jì)算，確定WRF模式的主程序參數(shù)方案；C、依據(jù)所確定的主程序參數(shù)方案計(jì)算出預(yù)測(cè)風(fēng)速，結(jié)合BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行修正，以得出風(fēng)速預(yù)報(bào)。由上，通過(guò)選取特征月份，配置適合不同特征月份的最優(yōu)物理參數(shù)化方案，并對(duì)所輸出的風(fēng)速進(jìn)行修正，以提高風(fēng)速預(yù)報(bào)精度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種提高風(fēng)速預(yù)報(bào)精度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天氣預(yù)報(bào)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種提高風(fēng)速預(yù)報(bào)精度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)功率預(yù)測(cè)準(zhǔn)確的關(guān)鍵因素在于風(fēng)速預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。目前，風(fēng)功率預(yù)測(cè)的方法主要是由數(shù)值氣象預(yù)報(bào)輸出氣象要素，包含風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、壓力、濕度，通過(guò)統(tǒng)計(jì)模型對(duì)數(shù)值氣象的結(jié)果進(jìn)行訂正，從而輸出預(yù)報(bào)功率。這種方法主要依賴于統(tǒng)計(jì)模型的修正，并未對(duì)數(shù)值氣象預(yù)報(bào)結(jié)果從根本上進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘。
[0003]數(shù)值氣象預(yù)報(bào)一般采用天氣預(yù)報(bào)模式(WRF, Weather Research and ForecastingMode)，對(duì)結(jié)果影響較大的參數(shù)化方案主要有微物理過(guò)程、輻射過(guò)程、近地面層方案、陸面過(guò)程方案、邊界層方案、積云參數(shù)化方案。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)主要采用兩種方法配置物理參數(shù)化方案:第一種是配置一套經(jīng)驗(yàn)參數(shù)化方案。這種方法常適用于業(yè)務(wù)化預(yù)報(bào)方案，如每日天氣預(yù)報(bào)。但上述方案不適用于各類(lèi)天氣系統(tǒng)，容易出現(xiàn)某日誤差較大的情況；
[0005]第二種是對(duì)個(gè)例研究，例如已公開(kāi)文獻(xiàn)《不同云微物理參數(shù)化方案對(duì)舟曲/8.80暴雨過(guò)程模擬的影響》。但上述對(duì)個(gè)例的研究不能用于業(yè)務(wù)系統(tǒng)長(zhǎng)期預(yù)報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種提高風(fēng)速預(yù)報(bào)精度的方法，通過(guò)選取特征月份，配置適合不同特征月份的最優(yōu)物理參數(shù)化方案，并對(duì)所輸出的風(fēng)速進(jìn)行修正，以提高風(fēng)速預(yù)報(bào)精度。
[0007]本發(fā)明所提供的提高風(fēng)速預(yù)報(bào)精度的方法包括步驟:
[0008]A、依據(jù)風(fēng)向、風(fēng)能確定特征月份；
[0009]B、依據(jù)各特征月份的歷史氣象數(shù)據(jù)，結(jié)合對(duì)特征月份進(jìn)行WRF模式計(jì)算，確定WRF模式的主程序參數(shù)方案；
[0010]C、依據(jù)所確定的主程序參數(shù)方案計(jì)算出預(yù)測(cè)風(fēng)速，結(jié)合BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行修正，以得出風(fēng)速預(yù)報(bào)。
[0011]由上，通過(guò)選取特征月份，配置適合不同特征月份的最優(yōu)物理參數(shù)化方案，并對(duì)所輸出的風(fēng)速進(jìn)行修正，以提高風(fēng)速預(yù)報(bào)精度。
[0012]可選的，所述步驟B中包括:
[0013]B1:運(yùn)行WRF模式前處理階段，建立預(yù)報(bào)區(qū)域的三維嵌套模型；
[0014]B2:分別采用主程序參數(shù)方案中所包含的參數(shù)變量對(duì)各特征月的歷史氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行日模擬計(jì)算，得出WRF模式預(yù)報(bào)的風(fēng)速值；
[0015]B3:依據(jù)計(jì)算得出風(fēng)速值的誤差大小，確定一定數(shù)量的備選參數(shù)方案。
[0016]由上，通過(guò)將所有參數(shù)進(jìn)行WRF模式運(yùn)算，以得出各參數(shù)方案的預(yù)測(cè)結(jié)果。
[0017]可選的，所述步驟B3中包括:
[0018]B31:對(duì)步驟B2所計(jì)算出的風(fēng)速值進(jìn)行誤差計(jì)算；[0019]B32:對(duì)誤差進(jìn)行由小到大排序，以確定備選參數(shù)方案。
[0020]由上，通過(guò)誤差分析確定誤差最小的參數(shù)方案。
[0021]可選的，所述步驟B31中，采用均方根誤差算法
【權(quán)利要求】
1.一種提高風(fēng)速預(yù)報(bào)精度的方法，其特征在于，包括步驟: A、依據(jù)風(fēng)向、風(fēng)能確定特征月份； B、依據(jù)各特征月份的歷史氣象數(shù)據(jù)，結(jié)合對(duì)特征月份進(jìn)行WRF模式計(jì)算，確定WRF模式的主程序參數(shù)方案； C、依據(jù)所確定的主程序參數(shù)方案計(jì)算出預(yù)測(cè)風(fēng)速，結(jié)合BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行修正，以得出風(fēng)速預(yù)報(bào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高風(fēng)速預(yù)報(bào)精度的方法，其特征在于，所述步驟B中包括: B1:運(yùn)行WRF模式前處理階段，建立預(yù)報(bào)區(qū)域的三維嵌套模型； B2:分別采用主程序參數(shù)方案中所包含的參數(shù)變量對(duì)各特征月的歷史氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行日模擬計(jì)算，得出WRF模式預(yù)報(bào)的風(fēng)速值； B3:依據(jù)計(jì)算得出風(fēng)速值的誤差大小，確定一定數(shù)量的備選參數(shù)方案。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高風(fēng)速預(yù)報(bào)精度的方法，其特征在于，所述步驟B3中包括: B31:對(duì)步驟B2所計(jì)算出的風(fēng)速值進(jìn)行誤差計(jì)算； B32:對(duì)誤差進(jìn)行由小到大排序，以確定備選參數(shù)方案。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提高風(fēng)速預(yù)報(bào)精度的方法，其特征在于，所述步驟B31中，采
用均方根誤差算法，
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提高風(fēng)速預(yù)報(bào)精度的方法，其特征在于，所述步驟B32中，對(duì)

特征月份風(fēng)速值誤差的日平均值進(jìn)行排序，平均值為
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提高風(fēng)速預(yù)報(bào)精度的方法，其特征在于，所述步驟Β32之后還包括步驟:依據(jù)步驟Β32中備選參數(shù)方案所計(jì)算出的特征月的風(fēng)速日變化圖，與該特征月的實(shí)測(cè)風(fēng)速日變化圖進(jìn)行比較，剔除與實(shí)測(cè)風(fēng)速日變化圖變化趨勢(shì)相悖的參數(shù)方案。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高風(fēng)速預(yù)報(bào)精度的方法，其特征在于，所述步驟A中包括: Al:將主導(dǎo)風(fēng)向一致的月份進(jìn)行歸類(lèi)，確定預(yù)報(bào)區(qū)域的大風(fēng)月、小風(fēng)月和過(guò)渡月； Α2:確定大風(fēng)月、小風(fēng)月和過(guò)渡月中的特征月份。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的提高風(fēng)速預(yù)報(bào)精度的方法，其特征在于，所述步驟Α2中計(jì)算大風(fēng)月、小風(fēng)月和過(guò)度月中各月風(fēng)速的標(biāo)準(zhǔn)差值，采用公式
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的提高風(fēng)速預(yù)報(bào)精度的方法，其特征在于，所述步驟C中包括步驟:Cl:依據(jù)步驟B所確定的WRF模式主程序參數(shù)方案，選擇大風(fēng)月、小風(fēng)月和過(guò)度月至少累計(jì)6個(gè)月的歷史預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行WRF模式計(jì)算，分別得出日風(fēng)速值； C2:將所述日風(fēng)速值作為輸入層，并將與其對(duì)應(yīng)時(shí)間的實(shí)際日風(fēng)速值作為輸出值，對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隱含層進(jìn)行訓(xùn)練； C3:獲取未來(lái)24小時(shí)的天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，針對(duì)不同月份，采用該月份所屬特征月份的參數(shù)方案進(jìn)行WRF模式計(jì)算以預(yù)測(cè)風(fēng)速，并將計(jì)算結(jié)果作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入層，經(jīng)過(guò)隱含層計(jì)算，輸出修正風(fēng)速。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高風(fēng)速預(yù)報(bào)精度的方法，其特征在于，所述主程序參數(shù)方案中包括:微物理過(guò)程、長(zhǎng)波輻射、短波輻射、地表層、陸面層、行星邊界層和積云參數(shù)化。
【文檔編號(hào)】G06F17/30GK103793511SQ201410045468
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年2月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月8日
【發(fā)明者】陳欣, 韓明, 朱志成, 申?duì)T, 孟凱鋒, 岳捷, 孫翰墨, 馬龍, 姜源 申請(qǐng)人:中能電力科技開(kāi)發(fā)有限公司