【목적】풍력 발전기의 로터 높이(약 90m)에서의 순간적이고 심한 돌풍 변동은 풍력 발전의 안전하고 안정적인 운전에 중요한 영향을 미치나, 지면 높이(약 10m) 관측을 기반으로 수정된 기존의 돌풍 모델은 로터 높이 돌풍 예측에 큰 불확실성을 갖는다. 【방법】이에 따라 여러 돌풍 알고리즘 모델을 체계적으로 비교 및 최적화하여 풍력 단지 로터 높이 돌풍 예보에 대한 방법적 참고를 제공하였다. 관측 한계를 극복하기 위해 우선 WRF(Weather Research and Forecast model) 대와류 모델을 혁신적으로 활용하여 초고해상도의 초당 수백 미터 규모 시뮬레이션을 수행함으로써 특정 풍력 단지 로터 높이 돌풍의 급격한 변화를 재현하고, 물리적으로 일관된 3차원 공간 데이터를 제공하였다. 난류운동에너지(TKE) 기반 돌풍 모델과 경계층 풍속 프로파일 외삽 기반 다양한 돌풍 모델을 각각 평가하고 통합 개선안을 제시하였다. 또한 장기 관측을 바탕으로 상기 세 모델의 실제 예보 적용 가능성과 한계를 논의하였다. 【결과】실험 결과 풍속 프로파일 모델은 상대적으로 성능이 낮아 기준 데이터 산포 지표 R2가 0.64, 평균 편차 1.43 m/s였으며; TKE 돌풍 모델은 안정적 성능을 보여 R2가 0.93, 평균 편차 0.64 m/s였고; 통합 개선안이 가장 우수하여 R2가 0.94, 평균 편차 0.12 m/s였다. 【결론】통합 개선안은 로터 높이 돌풍 예보의 실제 운용에 적용할 수 있으나 극한 기상 조건에서는 돌풍 변화의 급격한 변동을 재현하지 못하므로 극한 기상 조건 하 돌풍 예보에 대한 별도 고려가 필요하다.

돌풍 예측;로터 높이;난류 에너지;풍속 프로파일;대기 안정성