【正文】 速、風(fēng)向、氣溫、氣壓和標(biāo)準(zhǔn)偏差的實(shí)測(cè)時(shí)間序列數(shù)據(jù)，極大風(fēng)速及其風(fēng)向。5 測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)處理5．1 總則測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)處理包括對(duì)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證、訂正，并計(jì)算評(píng)估風(fēng)能資源所需要的參數(shù)。5．2 數(shù)據(jù)驗(yàn)證5．2．1 目的數(shù)據(jù)驗(yàn)證是檢查風(fēng)場(chǎng)測(cè)風(fēng)獲得的原始數(shù)據(jù)，對(duì)其完整性和合理性進(jìn)行判斷，檢驗(yàn)出不合理的數(shù)據(jù)和缺測(cè)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)處理，整理出至少連續(xù)一年完整的風(fēng)場(chǎng)逐小時(shí)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)。5．2．2 數(shù)據(jù)檢驗(yàn)5．2．2．1 完整性檢驗(yàn)a）數(shù)量：數(shù)據(jù)數(shù)量應(yīng)等于預(yù)期記錄的數(shù)據(jù)數(shù)量。b）時(shí)間順序：數(shù)據(jù)的時(shí)間順序應(yīng)符合預(yù)期的開(kāi)始、結(jié)束時(shí)間、中間應(yīng)連續(xù)。5．2．2．2 合理性檢驗(yàn)a）范圍檢驗(yàn)，主要參數(shù)的合理范圍參考值見(jiàn)表1。表1 主要參數(shù)的合理范圍參考值主要參數(shù)合理范圍平均風(fēng)速0≤小時(shí)平均風(fēng)速＜40m/s風(fēng)向0≤小時(shí)平均值＜360平均氣壓（海平面）94kPa≤小時(shí)平均值≤106kPab）相關(guān)性檢驗(yàn)，主要參數(shù)的合理相關(guān)性參考值見(jiàn)表2。表2 主要參數(shù)的合理相關(guān)性參考值主要參數(shù)合理范圍50m/30m高度小時(shí)平均風(fēng)速差值＜50m/10m高度小時(shí)平均風(fēng)速差值＜50m/30m高度風(fēng)向差值＜c）趨勢(shì)檢驗(yàn)，主要參數(shù)的合理變化趨勢(shì)參考值見(jiàn)表3。表3 主要參數(shù)的合理變化趨勢(shì)參考值主要參數(shù)合理變化趨勢(shì)1h平均風(fēng)速變化＜6m/s1h平均溫度變化＜5℃3h平均氣壓變化＜1kPa注：各地氣候條件和風(fēng)況變化很大，三個(gè)表中所列參數(shù)范圍供檢驗(yàn)時(shí)參考，在數(shù)據(jù)超出范圍時(shí)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)況特點(diǎn)加以分析判斷。5．2．3 不合理數(shù)據(jù)和缺測(cè)數(shù)據(jù)的處理5．2．3．1 檢驗(yàn)后列出所有不合理的數(shù)據(jù)和缺測(cè)的數(shù)據(jù)及其發(fā)生的時(shí)間。5．2．3．2 對(duì)不合理數(shù)據(jù)再次進(jìn)行判別，挑出符合實(shí)際情況的有效數(shù)據(jù)，回歸原始數(shù)據(jù)組。5．2．3．3 將備用的或可供參考的傳感器同期記錄數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)分析處理，替換已確認(rèn)為無(wú)效的數(shù)據(jù)或填補(bǔ)缺測(cè)的數(shù)據(jù)。5．2．4 計(jì)算測(cè)風(fēng)有效數(shù)據(jù)的完整率，有效數(shù)據(jù)完整率應(yīng)達(dá)到90%。有效數(shù)據(jù)完整率按下式計(jì)算：式中：應(yīng)測(cè)數(shù)目——測(cè)量期間小時(shí)數(shù)； 缺測(cè)數(shù)目——沒(méi)有記錄到的小時(shí)平均值數(shù)目； 無(wú)效數(shù)據(jù)數(shù)目——確認(rèn)為不合理的小時(shí)平均值數(shù)目。5．2．5 驗(yàn)證結(jié)果經(jīng)過(guò)各種檢驗(yàn)，剔除掉無(wú)效數(shù)據(jù)，替換上有效數(shù)據(jù)，整理出至少連續(xù)一年的風(fēng)場(chǎng)實(shí)測(cè)逐小時(shí)風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)，并注明這套數(shù)據(jù)的有效數(shù)據(jù)完整率。編寫(xiě)數(shù)據(jù)驗(yàn)證報(bào)告，對(duì)確認(rèn)為無(wú)效數(shù)據(jù)的原因應(yīng)注明，替換的數(shù)值應(yīng)注明來(lái)源。此外，宜包括實(shí)測(cè)的逐小時(shí)平均氣溫（可選）和逐小時(shí)平均氣壓（可選）。5．3 數(shù)據(jù)訂正5．3．1 目的數(shù)據(jù)訂正是根據(jù)風(fēng)場(chǎng)附近長(zhǎng)期測(cè)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)，將驗(yàn)證的風(fēng)場(chǎng)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)訂正為一套反映風(fēng)場(chǎng)長(zhǎng)期平均水平的代表性數(shù)據(jù)，即風(fēng)場(chǎng)測(cè)風(fēng)高度上代表年的逐小時(shí)風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)。5．3．2 當(dāng)?shù)亻L(zhǎng)期測(cè)站宜具備以下條件才可將風(fēng)場(chǎng)短期數(shù)據(jù)訂正為長(zhǎng)期數(shù)據(jù)：a）同期測(cè)風(fēng)結(jié)果的相關(guān)性較好；b）具有30年以上規(guī)范的測(cè)風(fēng)記錄；c）與風(fēng)場(chǎng)具有相似的地形條件；d）距離風(fēng)場(chǎng)比較近。5．3．3 。5．3．4 數(shù)據(jù)訂正的方法見(jiàn)附錄A。5．4 數(shù)據(jù)處理5．4．1 目的將訂正后的數(shù)據(jù)處理成評(píng)估風(fēng)場(chǎng)風(fēng)能資源所需要的各種參數(shù)，包括不同時(shí)段的平均風(fēng)速和風(fēng)功率密度、風(fēng)速頻率分布和風(fēng)能頻率分布、風(fēng)向頻率和風(fēng)能密度方向分布、風(fēng)切變指數(shù)和湍流強(qiáng)度等。5．4．2 平均風(fēng)速和風(fēng)功率密度月平均、年平均；各月同一鐘點(diǎn)（每日0點(diǎn)至23點(diǎn)）平均、全年同一鐘點(diǎn)平均。風(fēng)功率密度的計(jì)算方法見(jiàn)附錄B1。5．4．3 風(fēng)速和風(fēng)能頻率分布以1m/s為一個(gè)風(fēng)速區(qū)間，統(tǒng)計(jì)每個(gè)風(fēng)速區(qū)間內(nèi)風(fēng)速和風(fēng)能出現(xiàn)的頻率。每個(gè)風(fēng)速區(qū)間的數(shù)字代表中間值，如5m/。5．4．4 風(fēng)向頻率及風(fēng)能密度方向分布計(jì)算出在代表16個(gè)方位的扇區(qū)內(nèi)風(fēng)向出現(xiàn)的頻率和風(fēng)能密度方向分布。風(fēng)能密度方向分布為全年各扇區(qū)的風(fēng)能密度與全方位總風(fēng)能密度的百分比。風(fēng)能密度的計(jì)算方法見(jiàn)附錄B2。注：出現(xiàn)頻率最高的風(fēng)向可能由于風(fēng)速小，不一定是風(fēng)能密度最大的方向。5．4．5 風(fēng)切變指數(shù)推薦用冪定律擬合，風(fēng)切變冪律公式和風(fēng)切變指數(shù)的計(jì)算方法見(jiàn)附錄B3。如果沒(méi)有不同高度的實(shí)測(cè)風(fēng)速數(shù)據(jù)，風(fēng)切變指數(shù)α取1/7（）作為近似值。注：近地層任意高度的風(fēng)速，可以根據(jù)風(fēng)切變指數(shù)和儀器安裝高度測(cè)得的風(fēng)速推算出來(lái)。估算風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電量時(shí)需要推算出輪轂高度的風(fēng)況。5．4．6 湍流強(qiáng)度風(fēng)能資源評(píng)估中采用的湍流指標(biāo)是水平風(fēng)速的標(biāo)準(zhǔn)偏差，再根據(jù)相同時(shí)段的平均風(fēng)速計(jì)算出湍流強(qiáng)度（IT）5．4．6．1 湍流強(qiáng)度的計(jì)算方法見(jiàn)附錄B4。5．4．6．2 逐小時(shí)湍流強(qiáng)度。逐小時(shí)湍流強(qiáng)度是以1h內(nèi)最大的10min湍流強(qiáng)度作為該小時(shí)的代表值。5．4．6 訂正后的風(fēng)況數(shù)據(jù)報(bào)告格式（示例）見(jiàn)附錄C。6 風(fēng)能資源評(píng)估的參考判據(jù)6．1 編制風(fēng)況圖表。主要分為年風(fēng)況和月風(fēng)況兩大類(lèi)。風(fēng)況圖格式（示例）見(jiàn)附錄D。6．1．1 年風(fēng)況a）全年的風(fēng)速和風(fēng)功率日變化曲線圖；b）風(fēng)速和風(fēng)功率的年變化曲線圖；c）全年的風(fēng)速和風(fēng)能頻率分布直方圖；d）全年的風(fēng)向和風(fēng)能玫瑰圖。6．1．2 月風(fēng)況a）各月的風(fēng)速和風(fēng)功率日變化曲線圖；b）各月的風(fēng)向和風(fēng)能玫瑰圖。6．1．3 相關(guān)長(zhǎng)期測(cè)站風(fēng)況a）與風(fēng)場(chǎng)測(cè)風(fēng)塔同期的風(fēng)速年變化直方圖；b）連續(xù)20~30年的風(fēng)速年際變化直方圖。注：將各種風(fēng)況參數(shù)繪制成圖形能夠更直觀地看出風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)速、風(fēng)向和風(fēng)能的變化，便于和當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件、電力負(fù)荷曲線等比較，判斷是否有利于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的排列、風(fēng)電場(chǎng)輸出電力的變化是否接近負(fù)荷需求的變化等。6．2 風(fēng)能資源評(píng)估的參考判據(jù)6．2．1 風(fēng)功率密度風(fēng)功率密度蘊(yùn)含風(fēng)速、風(fēng)速分布鞋空氣密度的影響，是風(fēng)場(chǎng)風(fēng)能資源的綜合指標(biāo)，風(fēng)功率密度等級(jí)見(jiàn)表4。應(yīng)注意表4中風(fēng)速參考值依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)條件（見(jiàn)表4的注注2）與風(fēng)場(chǎng)實(shí)際條件的差別。表4 風(fēng)功率密度等級(jí)表風(fēng)功率密度等級(jí)10m高度30m高度50m高度應(yīng)用于并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電風(fēng)功率密度W/m2年平均風(fēng)速參考值m/s風(fēng)功率密度W/m2年平均風(fēng)速參考值m/s風(fēng)功率密度W/m2年平均風(fēng)速參考值m/s1＜100＜160＜2002100~150160~240200~3003150~200240~320300~400較好4200~250320~400400~500好5250~300400~480500~600很好6300~400480~640600~800很好7400~1000640~1600800~2000很好注: 1 不同高度的年平均風(fēng)速參考值是按風(fēng)切變指數(shù)為1/7推算的。 2 與風(fēng)功率密度上限值對(duì)應(yīng)的年平均風(fēng)速參考值，按海平面標(biāo)準(zhǔn)大氣壓及 風(fēng)速頻率符合瑞利分布的情況推算。6．2．2 風(fēng)向頻率及風(fēng)能密度方向分布風(fēng)電場(chǎng)同機(jī)組位置的排列取決于風(fēng)能密度方向分布和地形的影響。在風(fēng)能玫瑰圖上最好有一個(gè)明顯的主導(dǎo)風(fēng)向，或兩個(gè)方向接近相反的主風(fēng)向。在山區(qū)主風(fēng)向與山脊走向垂直為最好。6．2．3 風(fēng)速的日變化和年變化用各月的風(fēng)速（或風(fēng)功率密度）日變化曲線圖和全年的風(fēng)速（或風(fēng)功率密度）日變化曲線較，與同期的電網(wǎng)日負(fù)荷曲線對(duì)比；風(fēng)速（或風(fēng)功率密度）年變化曲線圖，與同期的電網(wǎng)年負(fù)荷曲線對(duì)比，兩者相一致或接近的部分越多越好。6．2．4 湍流強(qiáng)度，~，更高的IT值表明湍流過(guò)大。注：風(fēng)場(chǎng)的湍流特征很重要，因?yàn)樗鼘?duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組性通用不利影響，主要是減少輸出功率，還可能引起極端荷載，最終削弱和破壞風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。6．2．5 其他氣象因素特殊的天氣條件要對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組提出特殊的要求，會(huì)增加成本和運(yùn)行的困難，如最大風(fēng)速超過(guò)40m/s或極大風(fēng)速超過(guò)60m/s，氣溫低于零下20℃，積雪、積冰、雷暴、鹽霧或沙塵多發(fā)地區(qū)等。附錄A 數(shù)據(jù)訂正的方法將風(fēng)場(chǎng)短期測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)訂正為代表年風(fēng)況數(shù)據(jù)的方法如下：1）作風(fēng)場(chǎng)測(cè)站與對(duì)應(yīng)年份的長(zhǎng)期測(cè)站各風(fēng)向象限的風(fēng)速相關(guān)曲線。某一風(fēng)向象限內(nèi)風(fēng)速相關(guān)曲線的具體作法是：建一直角坐標(biāo)系，橫坐標(biāo)軸為長(zhǎng)期測(cè)站風(fēng)速，縱坐標(biāo)軸為風(fēng)場(chǎng)測(cè)站的風(fēng)速。取風(fēng)場(chǎng)測(cè)站的該象限內(nèi)的某一風(fēng)速值（某一風(fēng)速值在一個(gè)風(fēng)向象限內(nèi)一般有許多個(gè)，分別出現(xiàn)在不同時(shí)刻）為縱坐標(biāo)，找出長(zhǎng)期測(cè)站各對(duì)應(yīng)時(shí)刻的風(fēng)速值（這些風(fēng)速值不一定相同，風(fēng)向也不一定與風(fēng)場(chǎng)測(cè)站相對(duì)應(yīng)），求其平均值作為橫坐標(biāo)即可定出相關(guān)曲線的一個(gè)點(diǎn)，對(duì)風(fēng)場(chǎng)測(cè)站在該象限內(nèi)的其余每一個(gè)風(fēng)速重復(fù)上述過(guò)程，就可作出這一象限內(nèi)的風(fēng)速相關(guān)曲線。對(duì)其余各象限重復(fù)上述過(guò)程，可獲得16個(gè)風(fēng)場(chǎng)測(cè)站與長(zhǎng)期測(cè)站的風(fēng)速相關(guān)曲線。2）對(duì)每個(gè)風(fēng)速相關(guān)曲線，在橫坐標(biāo)軸上標(biāo)明長(zhǎng)期測(cè)站多年的年平均風(fēng)速，通訊與風(fēng)場(chǎng)測(cè)站觀測(cè)同期的長(zhǎng)期測(cè)站的年平均風(fēng)速，然后在縱坐標(biāo)軸上找到對(duì)應(yīng)的風(fēng)場(chǎng)測(cè)站的兩個(gè)風(fēng)速值，并求出這兩個(gè)風(fēng)速值的代數(shù)差值（共有16個(gè)代數(shù)差值）。3）風(fēng)場(chǎng)測(cè)站數(shù)據(jù)的各個(gè)風(fēng)向象限內(nèi)的每個(gè)風(fēng)速都有加上對(duì)應(yīng)的風(fēng)速代數(shù)差值，即可獲得訂正后的風(fēng)場(chǎng)測(cè)站風(fēng)速風(fēng)向資料。附錄B 風(fēng)況參數(shù)的計(jì)算方法B1 風(fēng)功率密度設(shè)定時(shí)段的平均風(fēng)功率密度表達(dá)式為： （W/m2） （B1）式中：n——在設(shè)定時(shí)段內(nèi)的記錄數(shù)； ρ——空氣密度，kg/m3； ——第i記錄的風(fēng)速（m/s）值的立方。平均風(fēng)功率密度的計(jì)算應(yīng)是設(shè)定時(shí)段內(nèi)逐小時(shí)風(fēng)功率密度的平均值，不可用年（或月）平均風(fēng)速計(jì)算年（或月）平均風(fēng)功率密度。Dwp中的ρ必須是當(dāng)?shù)啬昶骄?jì)算值。它取決于溫度和壓力（海拔高度）。如果風(fēng)場(chǎng)測(cè)風(fēng)有壓力和溫度的記錄，則空氣密度按下式計(jì)算： （kg/m3） （B2）式中：P——年平均大氣壓力，Pa； R——?dú)怏w常數(shù)（287J/kgK）； T——年平均空氣開(kāi)氏溫標(biāo)絕對(duì)溫度（℃+273）如果沒(méi)有風(fēng)場(chǎng)大氣壓力的實(shí)測(cè)值，空氣密度可以作為海拔高度（z）和溫度（T）的函數(shù)，按照下式計(jì)算出估計(jì)值： （kg/m3） （B3）式中：z——風(fēng)場(chǎng)的海拔高度，m； T——年平均空氣開(kāi)氏溫標(biāo)絕對(duì)溫度（℃+273）。B2 風(fēng)能密度風(fēng)能密度表達(dá)式為： （Wh/m2） （B4）式中：m——風(fēng)速區(qū)間數(shù)目； ρ——空氣密度，kg/m3； ——第j個(gè)風(fēng)速區(qū)間的風(fēng)速（m/s）值的立方； tj——某扇區(qū)或全方位第j個(gè)風(fēng)速區(qū)間的風(fēng)速發(fā)生的時(shí)間，h。B3 風(fēng)切變冪律公式和風(fēng)切變指數(shù)風(fēng)切變冪律公式如下： （B5）式中：α——風(fēng)切變指數(shù)； v2——高度z2的風(fēng)速，m/s； v1——高度z1的風(fēng)速，m/s。風(fēng)切變指數(shù)α用下式計(jì)算： （B6）式中v1與v2為實(shí)測(cè)值。B4 湍流強(qiáng)度的計(jì)算10min湍流強(qiáng)度按下式計(jì)算： （B7）式中：σ——10min風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)偏差，m/s； V——10min平均風(fēng)速，m/s。大理風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的設(shè)計(jì)摘要：通過(guò)云南與我國(guó)“三北”和沿海地區(qū)有關(guān)風(fēng)能資源要素的對(duì)比分析，表明云南多數(shù)山區(qū)風(fēng)能分布廣泛，冬春季極具開(kāi)發(fā)價(jià)值，風(fēng)能地形效應(yīng)顯著，風(fēng)險(xiǎn)穩(wěn)定，風(fēng)力機(jī)安全性高