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南京大學袁慧玲教授課題組在天氣型對海上風力發電變率影響方面取得新進展

 2022-12-11 14:16:40  點擊:

風資源是可再生能源的重要組成部分,發展風力發電可以幫助電力系統去碳以應對氣候變暖。海上風電資源優質,開發空間大。然而,海上風資源在不同時間尺度上波動性很大。海上風資源能否成為可靠的能源受到了質疑。海上風電的主要氣象驅動因素功率是風速,主要取決于大氣環流,大尺度大氣環流型可以有效地捕捉海上風力發電變率。

南京大學大氣科學學院袁慧玲教授課題組進一步利用自組織映射的方法對中國南海的大氣環流進行聚類,該聚類方法綜合考慮了環流的空間結構、影響南海風的環流區域。聚類后的天氣型可以有效識別驅動風力發電變化的天氣系統,尤其是在多天時間尺度上。四個季節的風電容量因子重建與實際容量因子有很強的相關性。此外,我們計算了不同天氣型下的風電間歇性和互補性。在部分天氣型影響下,沿海地區的高度互補性可以減少風力發電波動的影響。所提出的方法有益于風資源評估和表征,并且對風電場的空間規劃給出指導來增強風電互補性。

1. 2012年中國南海的小時容量系數的時間序列圖。時間軸以天氣型相對應的顏色突出顯示。

2.根據ERA5計算的季節容量因子與根據天氣型重建的季節容量因字子之間的皮爾遜相關系數。統計顯著性大于95%的區域以黑色網格突出顯示。

該成果以“Offshore wind resource assessment by characterizing weather regimes based on self-organizing map”為題發表于《Environmental Research Letters》(2022年影響因子為6.947)。論文第一作者為碩士生楊尚上,通訊作者為袁慧玲教授,南方科技大學地球與空間科學系的董莉教授為合作者。本研究受到深圳科技計劃 (Grant No. 20200925160922002),國家自然科學基金(42075187, 41975060)等的支持。Yang, S., H. Yuan*, L. Dong, 2022: Offshore wind resource assessment by characterizing weather regimes based on self-organizing map. Environmental Research Letters. 17, 124009. https://doi.org/10.1088/1748-9326/aca2c2

來源:南京大學大氣科學學院

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