嵌入谱逼近技术的区域风光水资源要素模拟方法及装置与流程
本申请属于数据处理领域，具体涉及一种嵌入谱逼近技术的区域风光水资源要素模拟方法及装置。
背景技术：
1、近年来，风力发电、太阳能发电和水电等可再生能源已经成为能源结构中的重要组成部分。准确评估和预测这些风光水资源的时空分布和变化特征,对于能源规划、调度和管理具有重要意义。目前,主要采用以下方法对风光水资源进行模拟和评估：
2、使用再分析数据或多源数据融合产品作为驱动数据:这些数据通常具有较好的时空连续性和可靠性，但由于受限于观测数据的覆盖范围和同化算法的限制,在区域尺度上仍存在一定误差。或者，利用数值天气预报模型进行参数化方案优选或模型参数迭代训练：这种方法可以更好地捕捉区域性气候特征,但是由于气候系统的内部变率，模拟结果容易产生"气候飘逸"，导致较大的预报误差。
3、因此，目前亟需一种区域风光水资源要素模拟方法，解决目前风光水资源模拟与评估的准确性和可靠性不高的问题。
技术实现思路
1、本申请实施例的目的是提供一种嵌入谱逼近技术的区域风光水资源要素模拟方法及装置，能够解决风光水资源模拟与评估的准确性和可靠性不高的问题。
2、第一方面，本申请实施例提供了一种嵌入谱逼近技术的区域风光水资源要素模拟方法，该方法包括：
3、获取全球气候模式数据，全球气候模式数据中的模式变量包括：地位势高度、东西风速分量、相对湿度、温度和南北风速分量；
4、通过驱动数据驱动天气研究与预报wrf模式，得到模拟数据；驱动数据是对全球气候模式数据进行处理得到的；
5、针对每个逼近时次，对驱动数据和模拟数据进行傅立叶变换，提取出预设波数范围下的驱动数据的谱系数和模拟数据的谱系数；驱动数据的谱系数用于表征大尺度的气候信息，模拟数据的谱系数用于表征细节气候信息；
6、对驱动数据的谱系数和模拟数据的谱系数，分别进行傅里叶逆变换，重构出wrf模式每个格点上的大尺度驱动数据；
7、对大尺度驱动数据进行谱逼近处理，得到wrf模式的每个格点上的逼近修正量；
8、在wrf模式的每个格点上，将模拟数据与逼近修正量之和，确定为wrf模式在逼近时刻的模拟数据；
9、将逼近时刻的模拟数据输入至wrf模式与河网汇流模式的耦合模型，开展逐小时分辨率的数值模拟，得到区域风光水资源要素模拟数据。
10、第二方面，本申请实施例提供了一种嵌入谱逼近技术的区域风光水资源要素模拟装置，该装置包括：
11、获取模块，用于获取全球气候模式数据，全球气候模式数据中的模式变量包括：地位势高度、东西风速分量、相对湿度、温度和南北风速分量；
12、驱动模块，用于通过驱动数据驱动天气研究与预报wrf模式，得到模拟数据；驱动数据是对全球气候模式数据进行处理得到的；
13、第一变换模块，用于针对每个逼近时次，对驱动数据和模拟数据进行傅立叶变换，提取出预设波数范围下的驱动数据的谱系数和模拟数据的谱系数；驱动数据的谱系数用于表征大尺度的气候信息，模拟数据的谱系数用于表征细节气候信息；
14、第二变换模块，用于对驱动数据的谱系数和模拟数据的谱系数，分别进行傅里叶逆变换，重构出wrf模式每个格点上的大尺度驱动数据；
15、逼近模块，用于对大尺度驱动数据进行谱逼近处理，得到wrf模式的每个格点上的逼近修正量；
16、确定模块，用于在wrf模式的每个格点上，将模拟数据与逼近修正量之和，确定为wrf模式在逼近时刻的模拟数据；
17、模拟模块，用于将逼近时刻的模拟数据输入至wrf模式与河网汇流模式的耦合模型，开展逐小时分辨率的数值模拟，得到区域风光水资源要素模拟数据。
18、第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器和存储器，所述存储器存储可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。
19、第四方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。
20、第五方面，本申请实施例提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现如第一方面所述的方法。
21、第六方面，本申请实施例提供一种计算机程序产品，该程序产品被存储在存储介质中，该程序产品被至少一个处理器执行以实现如第一方面所述的方法。
22、在本申请的实施例中，通过获取全球气候模式数据，全球气候模式数据中的模式变量包括：地位势高度、东西风速分量、相对湿度、温度和南北风速分量；全球气候模式能够提供大尺度的气候信息，为区域wrf模式提供必要的背景场；通过驱动数据驱动天气研究与预报wrf模式，得到模拟数据；驱动数据是对全球气候模式数据进行处理得到的；利用全球气候模式的大尺度信息来驱动wrf模式，可以获得区域尺度的更详细的气候模拟数据，这些模拟数据包含了从大尺度到小尺度的气候信息，提供更全面的数据支撑。
23、针对每个逼近时次，对驱动数据和模拟数据进行傅立叶变换，提取出预设波数范围下的驱动数据的谱系数和模拟数据的谱系数；这样就能清晰地区分出大尺度背景场信息和区域尺度过程信息，便于更加细致地刻画出模式在不同尺度上的模拟偏差。驱动数据的谱系数用于表征大尺度的气候信息，反映了气候背景场的特征；模拟数据的谱系数用于表征细节气候信息，反映了区域尺度的气候过程；对驱动数据的谱系数和模拟数据的谱系数，分别进行傅里叶逆变换，重构出wrf模式每个格点上的大尺度驱动数据，为后续的谱逼近处理奠定了良好的基础。
24、对大尺度驱动数据进行谱逼近处理，得到wrf模式的每个格点上的逼近修正量，通过谱逼近处理，可以量化wrf模式在模拟大尺度背景场时的误差，这个逼近修正量反映了wrf模式对大尺度物理量变化特征的描述误差，这里，通过采用谱逼近处理，能够更好地捕捉模式与实际之间的非线性关系，提高修正的精度和可靠性，能够精确量化出区域气候模式对大尺度物理量变化特征的模拟误差。
25、在wrf模式的每个格点上，将模拟数据与逼近修正量之和，确定为wrf模式在逼近时刻的模拟数据，可以校正和改进wrf模式的模拟数据，更好地反映区域尺度的气候特征；将逼近时刻的模拟数据输入至wrf模式与河网汇流模式的耦合模型，开展逐小时分辨率的数值模拟，能够准确地模拟得到区域风光水资源要素模拟数据，提高区域风光水资源要素模拟数据的精度和可靠性。
技术特征：
1.一种嵌入谱逼近技术的区域风光水资源要素模拟方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对驱动数据和模拟数据进行傅立叶变换，提取出预设波数范围下的驱动数据的谱系数和模拟数据的谱系数，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对大尺度驱动数据进行谱逼近处理，得到wrf模式的每个格点上的逼近修正量，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对大尺度驱动数据和重构模拟数据进行谱逼近处理，得到wrf模式的每个格点上的逼近修正量，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据逼近系数对大尺度驱动数据和重构模拟数据进行谱逼近处理，得到wrf模式的每个格点上的逼近修正量，包括：
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取谱逼近处理的逼近系数，包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将逼近时刻的模拟数据输入至wrf与河网汇流模式的耦合模型，开展逐小时分辨率的数值模拟，得到区域风光水资源要素模拟数据之前，所述方法还包括：
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述区域风光水资源要素模拟数据，包括：
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
10.一种嵌入谱逼近技术的区域风光水资源要素模拟装置，其特征在于，所述装置包括：
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第一变换模块，具体用于：
技术总结
本申请公开了一种嵌入谱逼近技术的区域风光水资源要素模拟方法及装置，属于数据处理领域。其中，该方法包括：对驱动数据和模拟数据进行傅立叶变换，提取出预设波数范围下的驱动数据的谱系数和模拟数据的谱系数；对驱动数据的谱系数和模拟数据的谱系数，分别进行傅里叶逆变换，重构出WRF模式每个格点上的大尺度驱动数据；对大尺度驱动数据进行谱逼近处理，得到WRF模式的每个格点上的逼近修正量；在WRF模式的每个格点上，将模拟数据与逼近修正量之和，确定为WRF模式在逼近时刻的模拟数据；将逼近时刻的模拟数据输入至WRF模式与河网汇流模式的耦合模型，开展逐小时分辨率的数值模拟，得到区域风光水资源要素模拟数据。
技术研发人员：杨恒,梁犁丽,刘志武,吕振豫,董义阳,翟然,李梦杰
受保护的技术使用者：长江三峡集团实业发展（北京）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23