BEISPIELE
MSSCP
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Beispiel
für MSSCP
 

WindDataSuite beinhaltet das neue MCP-Verfahren MSSCP (Multiple Synoptic Scale Correlate Predict). MSSCP wurde von WIND DATA SUiTE entwickelt und basiert auf einer Auswertung der Windfeld-Variabilität auf der synoptischen Skala. Dadurch erreicht MSSCP eine wesentliche Verbesserung der Extrapolationsergebnisse.

MSSCP kann mehrere Referenzstationen heranziehen, die für die Langzeit-Extrapolation entsprechend ihrer Entfernung und/oder in den einzelnen Windrichtungssektoren entsprechend ihrer Lage bezüglich des Standorts der Kurzzeit-Windmessung und/oder in den einzelnen Windrichtungssektoren entsprechend ihrer Korrelationen mit den Messstation-Daten gewichtet werden können. Der Langzeit-Zeitraum und der mit dem Messzeitraum an der Messstation gemeinsame Kurzzeit-Zeitraum können für jede Referenzstation individuell gewählt werden. Langzeit-Zeitraum und Kurzzeit-Zeitraum können einander einschließen, überlappen, oder einander ausschließen.

Neben diversen Häufigkeitsverteilungen und WAsP-TABs kann MSSCP auch fiktive Zeitreihen der langzeit-extrapolierten Daten erzeugen.

Im folgenden Beispiel wurde ein Hindcast mit MERRA-2 (Modern Era Retrospective-analysis for Research and Analysis - Version 2, NASA GEOS-5 Modell) Reanalysedaten am MERRA-2-Punkt (J287,I306), 11.25O, 53.5N, als "Messstation" durchgeführt. Als Kurzzeit-Messung wurden die Zeitreihen-Daten des Zeitraums vom 01.08.2015 bis 31.07.2016 ausgewählt. Als Langzeit-Referenzstationen wurden die Zeitreihen-Daten zweier DWD (Deutscher Wetterdienst) Wetterstationen, Boltenhagen, 11.19O, 54.00N, und Schwerin, 11.39O, 53.64N, ausgewählt, vom 01.01.1995 bis 31.12.2015 für den Langzeit-Zeitraum und vom 01.08.2015 bis 31.07.2016 für den mit der Kurzzeit-Messung gemeinsamen Kurzzeit-Zeitraum.
Die Langzeit-Extrapolation wurde mit MSSCP durchgeführt und zum Vergleich auch mit einer Windsektor-Matrix-Methode (sektiorielle MCP).

Das Beispiel verdeutlicht die Zuverlässigkeit und die Robustheit des MSSCP-Verfahrens: flächengemittelte (und zeitlich geglättete) Größen werden aus Punkt-Messungen prognostiziert. Die Korrelationen mit den Referenzstationen sind daher in einzelnen Windrichtungssektoren sehr schwach (Bestimmtheitsmaß-Minimum R2min = 0.32 und R2min = 0.30, jeweils für Boltenhagen und Schwerin).

In den folgenden Abbildungen ist der real "gemessene" Langzeit-Zeitraum vom 01.01.1995 bis 31.12.2015 am MERRA-2-Punkt (J287,I306) schwarz dargestellt, die Langzeit-Extrapolation mit der sektoriellen MCP-Methode in blau und die Langzeit-Extrapolation mit MSSCP in rot.

 

Abb.1:
Häufigkeitsverteilungen der Windgeschwindigkeit
Abb.2:
Prozentuale Verteilungen der Windleistungsdichte
Abb.3:
Sektorielle Häufigkeitsverteilungen der Windgeschwindigkeit
Abb.4:
Sektorielle prozentuale Verteilungen der Windleistungsdichte

 

Ergebnisse
real gemessen
sektorielle MCP
MSSCP
mittlere Windgeschwindigkeit v (m/s)
6.9
6.9
6.9
mittlere Windleistungsdichte WPD (W/m2)
321
303
320

 

 

Alle Eingabe- und Ausgabe-Parameter für MSSCP sind in WindDataSuite frei wählbar

Datenumfang:
1 Jahr für die Kurzzeit-Messung, Messintervall 1 Stunde
21 Jahre für die beiden Langzeit-Referenzen, Messintervall 1 Stunde
Bearbeitete Kanäle:
Jeweils 1 Höhenstufe der Windgeschwindigkeit und Windrichtung
Matrix:
2 Referenzstationen
25 Cluster für die synoptische Skala pro Referenzstation
12 Referenz-Windrichtungssektoren pro Cluster
12 Messstation-Windrichtungssektoren pro Referenz-Windrichtungssektor
4 Windgeschwindigkeitsklassen pro Referenz-Windrichtungssektor
Ausgabe:
31 Messstation-Windgeschwindigkeitsbins
12 Messstation-Windrichtungsbins
Rechenzeit:
ca. 10 Sekunden
Bearbeitungszeit:
ca. 1 Minute
© WIND DATA SUiTE - Dr. Helmut Frey      Zuletzt geändert am 23.07.2017