| 成果评价编号：
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中气科成评[2025]019
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| 评价结果：
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优秀一等
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| 成果名称：
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新一代风能资源评估技术
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| 完成单位：
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国家气候中心、中国空气动力研究与发展中心、中国科学院工程热物理研究所、中国气象局上海台风研究所、龙源电力集团股份有限公司、华北电力大学、中国科学院大气物理研究所、新疆金风科技股份有限公司、中电投电力工程有限公司、国电联合动力技术有限公司、沈阳区域气候中心、福建省气候中心、北京鉴衡认证中心有限公司、深圳市国家气候观象台、中国电力科学研究院有限公司、中能电力科技开发有限公司、浙江运达风电股份有限公司、上海电气风电集团有限公司、雅砻江流域水电开发有限公司、中车株洲电力机车研究所有限公司、中国船舶重工集团海装风电股份有限公司、明阳智慧能源集团股份有限公司、中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司
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| 成果形式： |
基础研究类-新方法
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| 研究领域： |
气象服务与应用气象
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| 评价年份： |
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| 完成人： |
朱蓉、李树民、张明明、李永平、范晓旭、李莉、程雪玲、张晓东、汤胜茗、常蕊、刘智益、马文通、龚强、董琦、周永、董健、朱志权、王靛、王叶、罗红艳、张容焱、蔡继峰、王姝、申新贺、吴迪、蔡彦枫
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| 成果简介：
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成果源于十三五国家重点研发计划可再生能源与氢能专项之“风力发电复杂风资源特性研究及其应用与验证”项目。当前风能资源评估技术面临着风电机组大型化、山地风电场流场计算准确率低和海上风电场台风风险评估技术缺乏的新挑战，亟需发展新一代风能资源评估技术并研发具有自主知识产权的评估软件。项目研究采用观测实验、多尺度耦合数值模拟和人工智能技术手段，揭示了中国复杂地形风资源特性及其形成机理；将传统近地层相似理论拓展至300m高度，重新构建了风资源评估技术体系；自主开发了典型地形风电场流场非定常多尺度耦合数值模拟技术以及风电场台风极端风况数值模拟和风电机组台风风险评估技术；并开发了两个风电场选址应用软件。
1） 全国9大风能环境区和17类典型地形的风能参数指标库，为风电场和风电机组设计提供了地区差异化的风和湍流参数选择。经风电场应用验证表明，采用本地湍流参数替代设计软件中自带的欧美地区参数，可显著提高风电场流场计算准确率。一直以来，工程软件和技术标准中推荐的风和湍流参数均来自于近30年欧美和澳大利亚在平原地区开展的著名大气边界层观测实验，尚未见到按照气候和地形特征分区分类建立的风和湍流参数数据库。
2） 从中尺度大气环流到风电场湍流再到风力机尾流的非定常多尺度耦合流场数值模拟技术以及具有自主知识产权的风电场选址风能资源评估软件，经过4个已建风电场的应用验证表明，风速计算准确率较欧洲同类软件提高7-14%，解决了复杂地形局地大气环流作用导致CFD流场计算不准确的技术难题。欧盟NEWA研究计划和美国能源署A2e研究计划虽然也研发了中微尺度耦合的模式链，但是都因计算耗时巨大而仅限于科学研究。本成果针对风况分类的中微尺度耦合+AI观测数据融合的流场数值模拟技术更适用于工程应用，且具有自主知识产权，有望打破国外软件在国内该领域中的主导地位。
3） 基于70年历史台风信息库、工程台风数值模拟、中尺度台风数值模式与台风大气涡旋CFD模式耦合技术自主研发的台风风险评估技术以及自主软件，通过近年4个强台风个例的测试表明，软件对台风影响风电场的过程最大风速预测误差小于10%，解决了海上测风数据不足条件下的台风风险概率评估技术难题。其中考虑台风旋转背景风场的台风大气涡旋CFD模式及其与中尺度气象模式的耦合技术，属于国内外首创。欧洲海上风电开发较早，但其海域不存在台风强度级别的破坏性风险，仅有针对北海强风暴的相关风电场风险评估技术研究；美国的海上风电发展刚刚起步，相关风资源研究计划正在筹划中。本成果风电场台风极端风况数值模拟和风电机组台风风险概率评估软件填补了国内外该类软件的空白。
新一代风能资源评估技术成果知识产权包括国家发明专利授权8项、软件著作权登记11项、论文29篇（SCI论文12篇，EI论文8篇）。
潜在的经济价值体现在：
1）为“十四五”期间开展的“全国新能源资源勘察与评价”提供风能资源评估核心技术基础；
2）为制定国家标准《风能资源评估技术导则》奠定了技术基础，具备了进一步走向国际标准的能力；
3）自主创建的典型地形中尺度与CFD耦合的风场数值模拟技术可应用于风电场区的长、中、短期风电功率预测；
4）自主创建的中尺度与台风大气涡旋CFD耦合的台风风险评估技术不仅适用沿海和近海，还适用于深远海。
潜在的社会价值体现在：
1）满足风能资源精准评估、高效利用以及核心技术自主可控的国家战略需求，有望显著促进风电发展；
2）自主风电场选址风能资源评估软件有望打破国外软件在该领域中的主导地位，保证国家信息安全；
3）非定常多尺度风电场流场数值模拟技术成果可在桥梁、建筑、城市规划的抗风防灾领域中应用，也可在城市大气污染的影响评估和空气质量数值预报中应用，提高人民生活质量。
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