多作业管理方式在风能资源数值模拟中的应用

布 已成 为 一 种 重 要 而 被 广 泛 接 受 的研 究 方 式ｌ。。 】 。
目前 国际 上 流 行 的 中 尺 度 风 能 资 源 模 拟 模 式 主 要 有 美 国 的 Ｍ Ｍ５６ 与 ＲＡ Ｓ 模 式 ＿ 、 大 利 亚 的 ＿ 。 Ｍ ８ 澳 ｊ Ｗ ｉ Ｓ ａ ｅ 式 、 拿 大 的 Ｗ Ｅ Ｔ 模 式 ｌ ｎ ｃｐ 模 ｄ 加 Ｓ 】 丹 麦 叫和
最 内层 网格间距 为 １ｋ 网格数 为 ５ ×５ ） Ｉ Ｍ ｍ， ２ ２在 Ｂ １０ ６ ０机 型 上对 风 能 资 源数 值 模拟 的运算 量 进 行 了 试验 ， 验结果 为使用 ６ 试 ４个 Ｃ Ｕ 完 成 ３ Ｐ ６ｈ的风 能 参数模 拟 计算 约需 ２ ０ｒｉ ０ ｊ 由此 看来 ， 值 ７ ｎ 。 ａ 数 模式运算 的低时 效是制约 风能资 源高分 辨 率数值 模 拟的重要 因素 。通 过寻找 一种新 的计算 方式 来提 高 数值模式 运算功 效 ， 解 决弱 计算 能力 部 门开 展 风 是 能 资源 高分辨率 数值模拟 的重要 途径 。本 文通过 对 ＭＭ５和 Ｃ Ｔ数值模式 主程 序计算 流 程 （ 其 ＡＩ ＭＥ 尤 是 ｃ Ｔ计算 流程 ） ＡＩ ＭＥ 的详细 分析 ， 在不 改 变数值 模式原计 算理论 和计算方 法 的基 础上 ， 计 了 ＭＭ５ 设 和 Ｃ Ｔ耦 合 模 式 的 并 行 运 算 多 作 业 管 理 方 ＡＩ ＭＥ 式， 该方 式能够极 大提 高了数值模 式运 算功 效 ， 仅 不
第 ２ １卷 ６ 期 ２１ ０ ０年 １ ２月
应 用 气 象 学 报
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＡＰ ＩＩ Ｅ Ｐ ＥＤ Ｍ ＴＥ ＯＲＯＩＯＧＩ ＣＡＩ ＣＩ Ｓ ＥＮＣＥ
Ｖ ｏ ． １，Ｎｏ． １２ ６
Ｄｅ ｅ ｂ ｒ２Ｏ ０ ｃ ｍ ｅ １
多作 业管 理方 式在 风 能资 源数 值模 拟 中的应 用
张 小伟 李 正泉 杨 忠恩 姚 益平 蔡 菊珍
（ 江 省气 候 中心 ， 浙 杭州 ３ ０ １ ） １ ０ ７
摘
要
通 过对 ＭＭ５和 Ｃ Ｉ Ｔ风 能 资 源数 值 模 拟 耦 合模 式 的计 算 流程 分 析 ， 于 并 行 运 算 思 想 ， 计 了 ＭＭ５和 Ａ ＭＥ 基 设
值 模 拟 和 风 能 资 源 综 合 评 价 ， 出 总 装 机 容 量 约 提 ５ ０ Ｗ 的 风 电场 项 目储 备 。 ｘ ｌ ｋ
解决 了弱计算 能力部 门开展风能 资源 高分 辨率数 值
模拟 的瓶颈 问题 ， 时也 为其 他 数值 模 式 的 高效 运 同 算提供 了一种参 考方式 。
Ｃ Ｉ Ｔ 耦 合 模式 模 拟 运 算 的 多作 业 管 理 方 式 。在 浙 江 省 风 能 资 源 高 分 辨 率 数 值 模 拟 试 验 中 ， 成 浙 江 区 域 １ Ａ ＭＥ 完 个 月 时 间段 的风 能 资 源参 数 模 拟 运 算 ， ＭＭ５和 Ｃ Ｔ耦 合 模 式 在 实 施 多作 业 管 理 方式 前 后 ， Ａ１ Ｔ模 式 的 ＡＩ ＭＥ Ｃ ＭＥ 运 算 时 间 由原 来 的 １０ ． ｉ 短 为 １９ ５ｍｉ， 算 时 效 提 高 了 ９倍 ； 个 耦 合 模 式 的 运 算 时 间 由 原 来 的 ５ １ ２ｒ ｎ缩 ａ ４ ． ｎ 运 整 １０ ． ｉ 短 为 ３８ ２ｒ ｎ 运算 时效 提高 了 ４倍 。数 值 模 拟 试 验 证 实 了多 作 业 管 理 方 式 可 在 现 有 计 算 资 源 的 ９９ｒ ｎ缩 ７ ａ ５ ． ｉ， ａ 基 础 上 ， 幅 提 高 数 值模 式 的 运算 时效 ， 随着 数 值 模 式 模 拟 时 间段 的 加 长 和模 拟 区 域 范 尉 的 扩 大 ， 作 业 管 理 方 大 且 多
＊ 浙 江省 重 大 科技 专 项 “ 江沿 海 风 能 资源 多 尺 度模 拟 与 综 合 评 价 ” ２ ０（ ３ ０ ）浙 江省 气 象 局 创 新 团 队项 Ｆ“ 杂 地 形 条 件 Ｆ 浙 （ ０ ９ ０ ０ ８２ 、 １复 风 电 量短 期 预 报” ２ ０ Ｔ ０ ） ” 江 省风 能 资 源 详查 与 评 价 ” 目共 同 资助 。 （０ ９ Ｄ ５ 和 浙 项
的 ＫＡＭＭ 模式 妇 。丹麦 利用 ＫＡＭＭ／ ｓ 等 Ｗａｐ中 微尺度 和微 尺 度结 合 方 式 ， 于 ２ ０ 已 ０ １年 完 成 了
丹麦全 国陆域 数字 风 能资 源 图谱 的制作 ， 并对 风 能
资 源 的开 发 利 用 做 出 了 细 致 评 价 ， 该 国 风 电 规 模 为
格 局 做Hale Waihona Puke Baidu出 准 确 评 价 ， 此 选 用 模 型 模 拟 风 能 资 源 分 因
域的高分 辨率数 值 模拟 ， 需 要强 大 的 计算 资 源作 常 为模式运算 支撑 。辽 宁省 曾运用 ＭＭ５４层嵌 套方
式 （ 外 层 网 格 间 距 为 ２ ｍ， 格 数 为 １ ３ １３ 最 ７ｋ 网 ０× ０，
化发展 打下 了扎 实 的基 础。在 我 国 ，０ ７年底 国家 ２０ 发展 和改 革委员会 、 财政部 、 中国气 象 局联合 组织 启
动 了全 国 风 能 资 源 详 查 和 评 价 工 作 ， 在 建 立 我 国 旨
风能资 源专业 观测 网 ， 开展 风 能 资 源度 高 分辨 率 数
式 对 数 值模 式运 算 功 效 的 增强 越 加 明 显 。
关键 词 ： 能 资 源 ； 值模 拟 ；ＭＭ５Ｃ Ｔ；并 行运 算 风 数 ／ ＡＩ ＭＥ
风能 资源高 分辨 率 数值 模 拟 ， 尤其 是 大范 围 区
引 言
风能资 源数 值模 拟是评 价宏 观 区域风 能 资源 可 开 发状况 的重 要手段 ， 由于测 风塔 分布数 量有 限 ， 仅 依靠 单纯测风塔 的资料 很难对 风能 资源 的空 间变化