測風數據缺測的幾種插補方法

　　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。