行业痛点

风电行业

风能始源于大气的运动，具有很大的随机性和间歇性。风速预测是风电场风功率预测的基础，其准确性具有重要的意义。对于复杂地形条件下，风速的预报一直是行业研究的难点和重点。为了提高风电场短期风速预报的准确性，越来越多的用户需要采用多种边界层参数化方案来集成预报风速，将各单一边界层参数化方案预报的风速及相应的实测风速数据，对风电场的短期风速进行集成预报研究。

光伏发电行业

光伏发电作为可再生能源发电方式的重要形式,具有清洁、无污染、可持续的优点,发展前景极为广阔。由于受到诸多因素影响,光伏发电功率具有波动性、间歇性和非线性的特点,光伏大规模并网容易对电网造成冲击,影响电网正常安全运行。

在晴天和云天条件下均可运行发电，但太阳能光伏发电系统的电力输出受到云量时空变化的影响较大，其发电量的变化是非平稳的随机过程。即当某光伏电站或热电站无明显天气过程时(晴天条件下)，其发电量较稳定，对电站微电网调节和电网调度没有明显影响；当天气系统经过时(有云或降水时)，其发电量发生剧烈变化，对电网冲击较大。云的反射和散射会使太阳辐射被削弱，同时云的时空分布变化会在不同程度上引起到达地面太阳辐射的变化。

如何解决

解决上述两个行业的痛点都依赖于数值天气预报系统，这些系统可对大气和海洋的数学模型进行计算机模拟操作。天气研究和预报 WRF (Weather Research and Forecasting ) 是美国气象界联合开发的新一代中尺度预报模式及同化系统。WRF 模型依据物理学、流体力学和化学定律使用偏微分方程系统进行计算，并将地球划分为三维网格。 这让系统模型与大气条件的交互范围从几十米扩大到数千公里。能够支持各种气象应用，该模拟系统精度高、方案新、并包含多种地球系统过程。WRF 是学术界和工业界使用最广泛的 NWP 模型之一，在气象和相关领域（气象服务、农业林业、新能源等）的应用越来越广泛。

WRF 模型包含多个模块、功能和程序，它们分别关注天气预报的不同方面，包括风、热传递、太阳辐射、相对湿度和地表水文学等。 模型可以根据实际大气条件（观测）模拟预报 ，

对于风电行业，中尺度数值模式是风速预测的重要手段之一。风场的边界层方案、近地面层方案、陆面过程方案等各参数化方案配置选择，都会对风速模拟的性能和效果产生影响。其中边界层方案的选择，直接决定了边界层内大气运动遵从的物理规律，对低层风场的模拟有重要影响。WRF模型对复杂地形条件下的风场具有较好的模拟能力，不仅可以进行风场的数值模拟，也能较好地模拟出地形对风速的影响。对于太阳能发电，WRF模型对区域性、持续时间长的太阳光照预报能力较高，根据实时预测结果来预测发电量。

WRF 介绍

WRF全称Weather Research and Forecasting Model, 是一个先进的大气建模系统，专为气象研究和数值天气预报而设计。它为大气过程提供了许多选项，可以在各种计算平台上运行。WRF模式系统具有的可移植，易维护，可扩充，高效率，方便等特点，使其成为改进从云尺度到各种不同天气尺度的重要天气特征预报精度的工具。