5 陈新明-融合卫星数据的深远海风能资源评估方法研究20251101.pdf

1、第22界世界风能大会融合海天数据的深远海风资源评估方法研究中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司汇报人：陈新明 2025.12.4汇报提 纲contents01背景条件02目标与路线03初步探索04问题与挑战背景条件3我国海上风能资源丰富，开发潜力巨大，海上风电的开发呈现深远海、大型化、规模化趋势。风能资源评估是海上风电开发的必要环节，但当前资源评估测量成本高，观测周期长亟需补充海上风场观测数据 海上测风设备投放、维护费用高昂 观测实时的工程准备周期长 海洋环境恶劣，设备易故障降低数据完整率 单点观测空间代表性不足传统风能资源评估观测 国家海上观测站点稀疏，数据不足 沿岸陆地气象站距离远环境差

2、异大，相关性弱 气象数值预报分辨率低，缺乏高精度数据支持常规参证气象数据预报观测背景条件4卫星遥感可通过获取后向散射系数探测海洋表面粗糙度，通过地球物理模型反演海面的风速和风向，从而得到海面10m高度的风场资料。(合成孔径雷达、微波散射计及微波辐射计等)目前使用卫星反演的海面10m高度风场资料已广泛应用至海洋数值模拟和资料分析数值天气预报中，海上区域卫星资料占总资料的90%以上卫星资料可有效补偿海洋观测数据的缺失 大空间范围、长期数据 高空间分辨率 通过反演技术可获得高精度风能资源卫星遥感背景条件5卫星反演风场与测风塔相结合应用到实际大型海上风电基地风能资源评估卫星数据覆盖面积大卫星数量多、数

3、据多空间位置准确统计分析气候态海面风场，掌握风速空间分布规律特征，得到不同位置风速比例关系卫星反演结合少量测风塔，推算其他位置气候态风速低成本获得海上风电基地的精确风资源分布测风塔：风场数据准确10km背景条件6提高深远海资源评估水准提供深远海风场数据支撑建立长时间序列海面风场资料数据集，为海上风电基地建设提供风能资源数据支撑节省测风设备节省测风设备投放，大大降低风能资源评估经济和时间成本卫星反演数据与实体测风塔相结合，有望减少大型海上风电场风资源评估实体测塔数量，大幅降低大型海上风电基地资源评估的经济成本和时间成本研发专业软件，辅助提升大型海上风电场规划选址设计效率可用于海面风速反演的卫星遥

4、感数据类型和特点7特性合成孔径雷达微波散射计微波辐射计工作原理主动（发射并接收雷达回波）主动（发射并接收雷达回波）被动（接收海面自然辐射）核心优势极高的空间分辨率；精细结构观测直接、高精度测量风矢量；全球覆盖同步获取多参数（风、温、水汽等）；对低风速敏感空间分辨率最高（10-100 m）中等（25-50 km）最低（数十公里）时空覆盖宽刈幅（250500km），单星重访周期330天超宽刈幅（1000km），高频全球覆盖（12天90%）超宽刈幅（1450km）高时空覆盖（12天）风速测量范围全范围，但高风速反演复杂擅长中高风速，低风速不敏感擅长中低风速，高风速易饱和风向测量能，但存在180模糊，

5、需辅助数据能，直接获取风矢量不能测量风向主要应用台风精细结构、中尺度现象、近岸风场、目标监测数值天气预报、台风路径监测、海洋动力学气候研究、天气分析、海气相互作用、与散射计数据融合可用的卫星数据及数据获取网站8来源卫星运行时间载荷/获取方式中国海洋二号（HY-2）2021年-全天候、全天时的高频次全球观测，搭载的微波散射计（SCAT）逐6h测量海面风矢量https:/中国法国中法海洋卫星（CFOSAT）2018年-波浪谱雷达、微波散射计，全球海面风场和波浪联合观测https:/中国风云系列2021年-测风雷达，获取全球海面风场https:/ 系列2006年-ASCAT，长期、稳定的海面风场观测

6、数据C波段雷达https:/www.esa.int/Applications欧洲Sentinel系列2014年-C波段合成孔径雷达SAR，可测风、海面高度、有效波高等https:/scihub.copernicus.eu欧洲ADM-Aeolus风神2018年-Aladin 激光雷达https:/esoc.esa.int/美国CYGNSS2016年-GNSS-R 接收机https:/vlab.noaa.gov/日本美国GCOM-W/AMSR-22012年-微波辐射计测风https:/sharaku.eorc.jaxa.jp/AMSR/index.html美国法国Jason系列2016年-高度计测