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太阳能预测核心技术:WRF-Solar模式部署、AOD同化、机器学习降尺度与中长期预测

已有 280 次阅读 2026-1-21 12:39 |系统分类:科研笔记

在全球能源体系向绿色低碳转型的关键时期,可再生能源的大规模并网对电力系统稳定性提出了更高要求。太阳能发电因其间歇性与波动性特征,成为新型电力系统安全运行的重要挑战之一。提升太阳能资源预测的精度与时效性,不仅是实现能源高效调度、保障国家能源安全的迫切需求,更是响应《气象高质量发展纲要(2022–2035年)》与《新型电力系统发展蓝皮书》等国家战略的核心任务。

我国地域辽阔,大气环境复杂多样,高气溶胶浓度、多云天气、沙尘及复杂地形等因素显著干扰太阳辐射传输过程,导致通用预报模型在本地化应用中常出现系统性偏差。为此,亟需发展融合物理机制与数据驱动的先进预测技术,通过数值模式优化、多源数据同化与人工智能方法,构建适应中国典型气象条件的高精度太阳能预测体系。

本次内容以国际先进的WRF-Solar数值模式为核心平台,系统阐述从基础环境搭建、模式编译与物理方案配置,到卫星遥感AOD数据同化、地面观测验证、机器学习后处理及不确定性分析的完整技术链条。聚焦中国区域典型气象挑战,通过真实个例指导本地化参数调优与预报评估,并前瞻性探讨太阳能中长期预测大模型等新兴趋势,旨在帮助科研与业务人员建立“物理机制为基础、数据驱动为补充”的融合建模思维,切实推动自主可控的新能源预报能力建设。

专题一 双碳目标与新型电力系统下的太阳能预测——国家战略、核心挑战与技术路径

1.国家能源转型战略与太阳能预测的战略定位

2.太阳能预测面临的核心科学与工程挑战

3.高精度太阳能预测的技术路径与发展趋势

专题二 Linux系统和WRF-Solar模式所需要的基础软件安装

1.VMware虚拟机、Centos7系统安装指引

2.Intel Fortran编译器如何安装?

3.Netcdf库如何安装?

4.MPICH如何安装?

5.NCL作图软件如何安装?

专题三 国内外常用的太阳辐射预报方法以及太阳能预报经典文献理解

1.国外常用太阳辐射预报方法有哪些; 

2.国内太阳辐射预报的代表性工作有哪些?

3.理解2-3篇国外引用率较高的太阳能预报文献

专题四 WRF-Solar模式安装和初步个例运行

1.WRF-Solar模式如何安装?

2.模拟区域设置软件WRFDomainWizard如何使用?

3.参数化方案如何选取?

4.高时间分辨率的太阳辐射预报如何实现?

5.不考虑气溶胶AOD的模拟个例如何运行?

专题五 太阳辐射预报的关键技术研发及应用

1.基于多源气象观测资料同化的辐射模拟改进方法;

2.不同初始场云微物理量差异对辐射模拟的影响;

3.“分光谱”辐射预报、“直散分离”辐射预报、辐射预报产品订正等关键技术;

4.常用太阳辐射短临预报方法

专题六 WRF-Solar与WRF的融合版本模式安装和个例运行

1.WRF4.3如何安装?

2.基于WRFv4.3模式不考虑气溶胶AOD的个例如何运行?

专题七 WRF-Solar模式介绍及在中国地区的应用

1.WRF-Solar模式基本理论框架和原理是什么?

2.WRF-Solar模式中气溶胶-云-辐射互反馈如何实现?

3.WRF-Solar模式在中国地区的初步应用有哪些?

4.中国不同地区气溶胶对辐射模拟的影响如何?

专题八 WRF-SOLAR模式自动运行及卫星遥感AOD的本地化应用

1.WRF-Solar模式自动运行和后处理如何实现?

2.与辐射相关的多种变量如何提取?

3.WRF-Solar模式所需的卫星遥感气溶胶AOD资料如何制作;

4.卫星遥感气溶胶AOD资料在WRF-Solar模式中如何应用?

专题九 太阳能中长期预测方法

1.太阳能中长期预测需求及挑战有哪些?

2.太阳能中长期预测最新进展如何?

3.基于CMIP6和DPEC排放清单的专业级太阳能中长期预测方法简介

专题十 极端天气气候对太阳能资源的影响

1.太阳能中长期预测数据集和应用场景简介;

2.如何评估极端高温对双碳目标情景光伏发电潜力的影响?

3.如何定量评估和预测高速公路光伏发电潜力?

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