【正文】 速、風(fēng)向、氣溫、氣壓和標(biāo)準(zhǔn)偏差的實測時間序列數(shù)據(jù)，極大風(fēng)速及其風(fēng)向。5 測風(fēng)數(shù)據(jù)處理5．1 總則測風(fēng)數(shù)據(jù)處理包括對數(shù)據(jù)的驗證、訂正，并計算評估風(fēng)能資源所需要的參數(shù)。5．2 數(shù)據(jù)驗證5．2．1 目的數(shù)據(jù)驗證是檢查風(fēng)場測風(fēng)獲得的原始數(shù)據(jù)，對其完整性和合理性進(jìn)行判斷，檢驗出不合理的數(shù)據(jù)和缺測的數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理，整理出至少連續(xù)一年完整的風(fēng)場逐小時測風(fēng)數(shù)據(jù)。5．2．2 數(shù)據(jù)檢驗5．2．2．1 完整性檢驗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）時間順序：數(shù)據(jù)的時間順序應(yīng)符合預(yù)期的開始、結(jié)束時間、中間應(yīng)連續(xù)。5．2．2．2 合理性檢驗a）范圍檢驗，主要參數(shù)的合理范圍參考值見表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≤小時平均風(fēng)速＜40m/s風(fēng)向0≤小時平均值＜360平均氣壓（海平面）94kPa≤小時平均值≤106kPab）相關(guān)性檢驗，主要參數(shù)的合理相關(guān)性參考值見表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高度小時平均風(fēng)速差值＜50m/10m高度小時平均風(fēng)速差值＜50m/30m高度風(fēng)向差值＜c）趨勢檢驗，主要參數(shù)的合理變化趨勢參考值見表3。表3 主要參數(shù)的合理變化趨勢參考值主要參數(shù)合理變化趨勢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，三個表中所列參數(shù)范圍供檢驗時參考，在數(shù)據(jù)超出范圍時應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)況特點加以分析判斷。5．2．3 不合理數(shù)據(jù)和缺測數(shù)據(jù)的處理5．2．3．1 檢驗后列出所有不合理的數(shù)據(jù)和缺測的數(shù)據(jù)及其發(fā)生的時間。5．2．3．2 對不合理數(shù)據(jù)再次進(jìn)行判別，挑出符合實際情況的有效數(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)過分析處理，替換已確認(rèn)為無效的數(shù)據(jù)或填補(bǔ)缺測的數(shù)據(jù)。5．2．4 計算測風(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)完整率按下式計算：式中：應(yīng)測數(shù)目——測量期間小時數(shù)； 缺測數(shù)目——沒有記錄到的小時平均值數(shù)目； 無效數(shù)據(jù)數(shù)目——確認(rèn)為不合理的小時平均值數(shù)目。5．2．5 驗證結(jié)果經(jīng)過各種檢驗，剔除掉無效數(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)場實測逐小時風(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。編寫數(shù)據(jù)驗證報告，對確認(rèn)為無效數(shù)據(jù)的原因應(yīng)注明，替換的數(shù)值應(yīng)注明來源。此外，宜包括實測的逐小時平均氣溫（可選）和逐小時平均氣壓（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)場附近長期測站的觀測數(shù)據(jù)，將驗證的風(fēng)場測風(fēng)數(shù)據(jù)訂正為一套反映風(fēng)場長期平均水平的代表性數(shù)據(jù)，即風(fēng)場測風(fēng)高度上代表年的逐小時風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)。5．3．2 當(dāng)?shù)亻L期測站宜具備以下條件才可將風(fēng)場短期數(shù)據(jù)訂正為長期數(shù)據(jù)：a）同期測風(fēng)結(jié)果的相關(guān)性較好；b）具有30年以上規(guī)范的測風(fēng)記錄；c）與風(fēng)場具有相似的地形條件；d）距離風(fēng)場比較近。5．3．3 。5．3．4 數(shù)據(jù)訂正的方法見附錄A。5．4 數(shù)據(jù)處理5．4．1 目的將訂正后的數(shù)據(jù)處理成評估風(fēng)場風(fēng)能資源所需要的各種參數(shù)，包括不同時段的平均風(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（每日0點至23點）平均、全年同一鐘點平均。風(fēng)功率密度的計算方法見附錄B1。5．4．3 風(fēng)速和風(fēng)能頻率分布以1m/s為一個風(fēng)速區(qū)間，統(tǒng)計每個風(fēng)速區(qū)間內(nèi)風(fēng)速和風(fēng)能出現(xiàn)的頻率。每個風(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)能密度方向分布計算出在代表16個方位的扇區(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)能密度的計算方法見附錄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)的計算方法見附錄B3。如果沒有不同高度的實測風(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)和儀器安裝高度測得的風(fēng)速推算出來。估算風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電量時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)相同時段的平均風(fēng)速計算出湍流強(qiáng)度（IT）5．4．6．1 湍流強(qiáng)度的計算方法見附錄B4。5．4．6．2 逐小時湍流強(qiáng)度。逐小時湍流強(qiáng)度是以1h內(nèi)最大的10min湍流強(qiáng)度作為該小時的代表值。5．4．6 訂正后的風(fēng)況數(shù)據(jù)報告格式（示例）見附錄C。6 風(fēng)能資源評估的參考判據(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。風(fēng)況圖格式（示例）見附錄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)長期測站風(fēng)況a）與風(fēng)場測風(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)場風(fēng)能資源的綜合指標(biāo)，風(fēng)功率密度等級見表4。應(yīng)注意表4中風(fēng)速參考值依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)條件（見表4的注注2）與風(fēng)場實際條件的差別。表4 風(fēng)功率密度等級表風(fēng)功率密度等級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明顯的主導(dǎo)風(fēng)向，或兩個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值表明湍流過大。注：風(fēng)場的湍流特征很重要，因為它對風(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風(fēng)力發(fā)電機(jī)組提出特殊的要求，會增加成本和運行的困難，如最大風(fēng)速超過40m/s或極大風(fēng)速超過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)場短期測風(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)場測站與對應(yīng)年份的長期測站各風(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)軸為長期測站風(fēng)速，縱坐標(biāo)軸為風(fēng)場測站的風(fēng)速。取風(fēng)場測站的該象限內(nèi)的某一風(fēng)速值（某一風(fēng)速值在一個風(fēng)向象限內(nèi)一般有許多個，分別出現(xiàn)在不同時刻）為縱坐標(biāo)，找出長期測站各對應(yīng)時刻的風(fēng)速值（這些風(fēng)速值不一定相同，風(fēng)向也不一定與風(fēng)場測站相對應(yīng)），求其平均值作為橫坐標(biāo)即可定出相關(guān)曲線的一個點，對風(fēng)場測站在該象限內(nèi)的其余每一個風(fēng)速重復(fù)上述過程，就可作出這一象限內(nèi)的風(fēng)速相關(guān)曲線。對其余各象限重復(fù)上述過程，可獲得16個風(fēng)場測站與長期測站的風(fēng)速相關(guān)曲線。2）對每個風(fēng)速相關(guān)曲線，在橫坐標(biāo)軸上標(biāo)明長期測站多年的年平均風(fēng)速，通訊與風(fēng)場測站觀測同期的長期測站的年平均風(fēng)速，然后在縱坐標(biāo)軸上找到對應(yīng)的風(fēng)場測站的兩個風(fēng)速值，并求出這兩個風(fēng)速值的代數(shù)差值（共有16個代數(shù)差值）。3）風(fēng)場測站數(shù)據(jù)的各個風(fēng)向象限內(nèi)的每個風(fēng)速都有加上對應(yīng)的風(fēng)速代數(shù)差值，即可獲得訂正后的風(fēng)場測站風(fēng)速風(fēng)向資料。附錄B 風(fēng)況參數(shù)的計算方法B1 風(fēng)功率密度設(shè)定時段的平均風(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)功率密度的計算應(yīng)是設(shè)定時段內(nèi)逐小時風(fēng)功率密度的平均值，不可用年（或月）平均風(fēng)速計算年（或月）平均風(fēng)功率密度。Dwp中的ρ必須是當(dāng)?shù)啬昶骄嬎阒?。它取決于溫度和壓力（海拔高度）。如果風(fēng)場測風(fēng)有壓力和溫度的記錄，則空氣密度按下式計算： （kg/m3） （B2）式中：P——年平均大氣壓力，Pa； R——氣體常數(shù)（287J/kgK）； T——年平均空氣開氏溫標(biāo)絕對溫度（℃+273）如果沒有風(fēng)場大氣壓力的實測值，空氣密度可以作為海拔高度（z）和溫度（T）的函數(shù)，按照下式計算出估計值： （kg/m3） （B3）式中：z——風(fēng)場的海拔高度，m； T——年平均空氣開氏溫標(biāo)絕對溫度（℃+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個風(fēng)速區(qū)間的風(fēng)速發(fā)生的時間，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用下式計算： （B6）式中v1與v2為實測值。B4 湍流強(qiáng)度的計算10min湍流強(qiáng)度按下式計算： （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)電場的設(shè)計摘要：通過云南與我國“三北”和沿海地區(qū)有關(guān)風(fēng)能資源要素的對比分析，表明云南多數(shù)山區(qū)風(fēng)能分布廣泛，冬春季極具開發(fā)價值，風(fēng)能地形效應(yīng)顯著，風(fēng)險穩(wěn)定，風(fēng)力機(jī)安全性高