一、概述
《風電場風能資源評估方法》(GBT18710-2002)中規定,對于測風塔缺測數據的處理方法是“將備用的或可供參考的傳感器同期記錄數據,經過分析處理,替換已確認為無效的數據或填補缺測的數據”。
《風電場風能資源測量和評估技術規定》(發改能源[2003]1403號)中規定,用備用的或經相關分析,相關系數(≥80%)的可供參考的傳感器同期記錄數據,替換已確認為無效的數據或填補缺測的數據。如果沒有同期記錄的數據,則應向有經驗的專家咨詢。
目前,在測風塔沒有備用的或可供參考的傳感器同期記錄數據時,并無相關規程規定應采取何種插補方法。本文總結幾種常用的插補方法,并分析其可靠性。
二、插補方法
1、相關性插補
通過建立本塔或相鄰塔之問不同高度間風速相關方程,根據相關理論,只要這些相關方程的相關系數高于0.8以上,就可以利用這些相關方程指補延長那些缺測風速的數據。如果相關系數低于0.8,就不能應用相關方程進行數據處理,需采用其他方法進行數據處理。
相關關系插補方法還有多種處理方式,如相關關系構建基于主測風塔和參照測風塔同期所有的測風數據(除去缺測數據);相關關系構建基于不同季節的測風數據;相關關系構建基于不同風向扇區(一般16個)的測風數據。誤差分析結果表明,基于不同風向扇區的方法誤差最小。
2、風切變插補
如果有些缺測數據因為相關系數低于0.8,或者無相鄰測風塔,因此不能用相關方程進行插補時,可以采用風切變系數進行缺測數據的插補。
風切變指數的計算方法:
式中:V1、V2為h1、h2兩個高度的風速,α 是風速風切變指數,采用實測切變指數。
對于風切變系數的計算,因為測風塔有幾個高度的風速,可以根據風切變系數的計算公式計算不同高度間的風切變系數,相鄰高度層采用其相應的風切變指數進行缺測數據的插補。
風切變插補方法也有多種處理方式,如采用風速日風切變、風速季節風切變和風速年風切變等。誤差分析結果表明,采用風速日風切變的方法誤差最小。
圖1:各月日風切變