半年風(fēng)數(shù)據(jù)知多少？

2017-08-29 10:49:52 計(jì)鵬新能源　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

筆者在平時(shí)工作過程中，經(jīng)常會(huì)遇見業(yè)主僅進(jìn)行了半年的測(cè)風(fēng)，便開展前期工作。因此對(duì)于僅有的半年測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)，現(xiàn)有的處理手段便是利用氣象站數(shù)據(jù)或是再分析數(shù)據(jù)作為插補(bǔ)源，將實(shí)測(cè)的半年數(shù)據(jù)插補(bǔ)為完整一年的數(shù)據(jù)。但是這種做法會(huì)導(dǎo)致風(fēng)資源評(píng)估的各項(xiàng)基本參數(shù)指標(biāo)出現(xiàn)一定的誤差，下面以一些基本參數(shù)作為研究對(duì)象，研究其誤差情況。

1、源數(shù)據(jù)及插補(bǔ)筆者以山西某風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)測(cè)半年的測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)作為原始數(shù)據(jù)，測(cè)風(fēng)塔位于山的主梁之上，周圍沒有明顯遮擋。從該數(shù)據(jù)中節(jié)選出2016.1~2016.6月的數(shù)據(jù)作為實(shí)測(cè)的半年原始數(shù)據(jù)，以覆蓋該點(diǎn)的MERRA2數(shù)據(jù)作為插補(bǔ)源。利用測(cè)風(fēng)同期的測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)與再分析數(shù)據(jù)的相關(guān)性對(duì)其進(jìn)行插補(bǔ)，插補(bǔ)結(jié)果為完整一年的數(shù)據(jù)。該測(cè)風(fēng)塔與再分析數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性較好，R=0.75。

插補(bǔ)結(jié)果為：

從上表中可以看出，以再分析數(shù)據(jù)插補(bǔ)為完整一年的數(shù)據(jù)后風(fēng)速減小約0.377m/s，插補(bǔ)前后的風(fēng)功率密度差距相對(duì)較大，下面分析其原因。

2、風(fēng)速變化的原因首先，依據(jù)再分析資料的風(fēng)速全年月變化情況，可以判斷出，1-6月究竟是大風(fēng)月還是小風(fēng)月，如下圖所示，1~6月相對(duì)全年為較大風(fēng)月，即利用實(shí)測(cè)的半年數(shù)據(jù)計(jì)算出的平均風(fēng)速要較實(shí)際完整一年與插補(bǔ)后的完整一年的數(shù)據(jù)偏大。因此，以再分析數(shù)據(jù)插補(bǔ)為完整一年的數(shù)據(jù)后風(fēng)速減小約0.377m/s是正常的。

3、風(fēng)功率密度變化的原因首先，如下圖所示，可以很清楚的發(fā)現(xiàn)，圖中1~6月風(fēng)速的變化幅度相較于7~12月的相對(duì)較大，即以再分析資料插補(bǔ)的風(fēng)速其變化的范圍相較于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)會(huì)減小。

由上圖能夠清晰的對(duì)比出插補(bǔ)前后的測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)的風(fēng)頻變化，可以看到插補(bǔ)后的風(fēng)速，低風(fēng)速段，高風(fēng)速段風(fēng)頻明顯減少，中風(fēng)速段的風(fēng)頻明顯增加，這與前面風(fēng)速變化幅度的結(jié)論基本一致。

因此，利用再分析資料插補(bǔ)半年風(fēng)速數(shù)據(jù)會(huì)導(dǎo)致風(fēng)速的風(fēng)頻向風(fēng)速的平均值方向變化。

當(dāng)空氣密度全年變化不大，可假設(shè)其不變，因此每一時(shí)刻的風(fēng)功率密度隨著風(fēng)速的變化而變化。

因此當(dāng)風(fēng)頻越不集中時(shí)，風(fēng)功率密度越大。因此，由于以再分析數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)插補(bǔ)源數(shù)據(jù)將會(huì)將風(fēng)速風(fēng)頻集中在平均風(fēng)速左右，使得風(fēng)功率密度變小。

4、結(jié)論以再分析數(shù)據(jù)作為插補(bǔ)源數(shù)據(jù)，插補(bǔ)長(zhǎng)時(shí)段的測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)，會(huì)導(dǎo)致全年平均風(fēng)速與實(shí)際平均風(fēng)速相差不大，但是風(fēng)功率密度相差較大，其原因?yàn)椴逖a(bǔ)后風(fēng)速的風(fēng)頻發(fā)生了較大的變化，風(fēng)頻會(huì)向年平均風(fēng)速方向集中。

因此在風(fēng)資源評(píng)估中，以半年的測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)作為原始數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估，以再分析數(shù)據(jù)作為插補(bǔ)源數(shù)據(jù)，待插補(bǔ)為完整一年的數(shù)據(jù)后，會(huì)改變風(fēng)速的風(fēng)頻，這樣便引入一個(gè)很大的不確定性，并且對(duì)后續(xù)計(jì)算、微觀選址等工作的展開均會(huì)有負(fù)面影響。

責(zé)任編輯：lixin

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