山地复杂条件下三种边界层参数化方案对近地层风模拟精度初步评估分析

中国风能资源丰富,风能开发行业逐步发展,风速预报的准确性是关键问题。数值模式中,边界层参数化方案对地表热力及动力强迫引发的大气湍流特征的合理计算对于复杂地形条件下小尺度局地风速的预报十分重要。本文选取MYJ、YSU、ACM2三种边界层参数化方案模拟2010年贵州韭菜坪复杂地形条件下的近地层风以检验风速模拟性能。结果表明,在中国西南复杂山地地形条件下,由于计算机理包含非局地闭合的大尺度涡动对运动的影响,ACM2方案对近地层70m高度风速的模拟效果优于其余两种方案,2010年4月逐小时模拟结果与观测结果的均方根误差为3.56m/s,一致性指数为0.94。对风向的模拟三种方案结果相近,但与实测风向的误差随着高度不断减小,70m的模拟结果优于10m。采用威布尔概率密度函数估算平均风能密度,在不同高度上结果稍有差异,但在50m和70m(风机轮毂高度)高度上ACM2方案更优。