要優(yōu)化將風(fēng)能整合到一個(gè)國(guó)家的電網(wǎng)中，就需要對(duì)風(fēng)速和風(fēng)向在未來(lái)數(shù)小時(shí)內(nèi)可能隨時(shí)間和空間變化的情況進(jìn)行可靠的預(yù)測(cè)。KAUST的研究人員現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出一種統(tǒng)計(jì)模型，該模型可提供沙特阿拉伯各地風(fēng)況的最佳預(yù)測(cè)。

前KAUST博士后Amanda Lenzi說(shuō)：“沙特阿拉伯的目標(biāo)是使其能源結(jié)構(gòu)多樣化，并設(shè)定了從風(fēng)能和太陽(yáng)能開(kāi)始顯著增加電網(wǎng)中可再生能源數(shù)量的目標(biāo)。”

為了實(shí)現(xiàn)到2030年風(fēng)能裝機(jī)容量達(dá)到9吉瓦的目標(biāo)，需要可靠的模型和先進(jìn)的預(yù)測(cè)方法來(lái)預(yù)測(cè)沙特王國(guó)的風(fēng)況。這將有助于鞏固投資的確定性，同時(shí)也是將風(fēng)能有效整合到現(xiàn)有電網(wǎng)中的必要條件。

Lenzi和小組負(fù)責(zé)人Marc Genton利用來(lái)自全國(guó)28個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的每小時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)，著手開(kāi)發(fā)一種可靠的預(yù)測(cè)模型，該模型使用先進(jìn)的統(tǒng)計(jì)方法來(lái)處理環(huán)境數(shù)據(jù)。

Lenzi說(shuō)：“我們采用這種方法的主要?jiǎng)?chuàng)新是對(duì)風(fēng)速和風(fēng)向進(jìn)行聯(lián)合建模，通常對(duì)它們進(jìn)行單獨(dú)處理。” “這種方法在從幾分鐘到幾小時(shí)的時(shí)間范圍內(nèi)，從一個(gè)站點(diǎn)到僅基于幾個(gè)風(fēng)力監(jiān)測(cè)站的整個(gè)大陸區(qū)域，都顯示出改進(jìn)的預(yù)測(cè)性能。”

盡管風(fēng)在本質(zhì)上是可變的，但通常存在從特定方向吹來(lái)更大風(fēng)的趨勢(shì)。因此，僅依靠風(fēng)速會(huì)在風(fēng)能預(yù)測(cè)中引入系統(tǒng)誤差。Lenzi和Genton通過(guò)使用東西向和南北向分量建立風(fēng)速的時(shí)空模型并有效表示時(shí)空統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，從而提高了模型的計(jì)算效率，從而解決了這一問(wèn)題。

倫茲說(shuō)：“使用這種方法，我們能夠從幾個(gè)監(jiān)視位置計(jì)算出完整的天氣預(yù)報(bào)分布，并以最小的計(jì)算時(shí)間，以高空間分辨率在長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)的時(shí)間內(nèi)為整個(gè)沙特阿拉伯構(gòu)建風(fēng)速圖。” “該模型還提供了對(duì)這些預(yù)測(cè)中不確定性的準(zhǔn)確度量，這對(duì)于規(guī)劃以最高效率運(yùn)行的風(fēng)電場(chǎng)是必不可少的。”