半年風數(shù)據(jù)知多少？

2017-08-29 10:49:52 計鵬新能源　點擊量：評論 (0)

筆者在平時工作過程中，經(jīng)常會遇見業(yè)主僅進行了半年的測風，便開展前期工作。因此對于僅有的半年測風數(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)作為插補源，將實測的半年數(shù)據(jù)插補為完整一年的數(shù)據(jù)。但是這種做法會導致風資源評估的各項基本參數(shù)指標出現(xiàn)一定的誤差，下面以一些基本參數(shù)作為研究對象，研究其誤差情況。

1、源數(shù)據(jù)及插補筆者以山西某風電場的實測半年的測風數(shù)據(jù)作為原始數(shù)據(jù)，測風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)作為實測的半年原始數(shù)據(jù)，以覆蓋該點的MERRA2數(shù)據(jù)作為插補源。利用測風同期的測風塔數(shù)據(jù)與再分析數(shù)據(jù)的相關(guān)性對其進行插補，插補結(jié)果為完整一年的數(shù)據(jù)。該測風塔與再分析數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性較好，R=0.75。

插補結(jié)果為：

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

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

3、風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月風速的變化幅度相較于7~12月的相對較大，即以再分析資料插補的風速其變化的范圍相較于實測數(shù)據(jù)會減小。

由上圖能夠清晰的對比出插補前后的測風數(shù)據(jù)的風頻變化，可以看到插補后的風速，低風速段，高風速段風頻明顯減少，中風速段的風頻明顯增加，這與前面風速變化幅度的結(jié)論基本一致。

因此，利用再分析資料插補半年風速數(shù)據(jù)會導致風速的風頻向風速的平均值方向變化。

當空氣密度全年變化不大，可假設其不變，因此每一時刻的風功率密度隨著風速的變化而變化。

因此當風頻越不集中時，風功率密度越大。因此，由于以再分析數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)插補源數(shù)據(jù)將會將風速風頻集中在平均風速左右，使得風功率密度變小。

4、結(jié)論以再分析數(shù)據(jù)作為插補源數(shù)據(jù)，插補長時段的測風數(shù)據(jù)，會導致全年平均風速與實際平均風速相差不大，但是風功率密度相差較大，其原因為插補后風速的風頻發(fā)生了較大的變化，風頻會向年平均風速方向集中。

因此在風資源評估中，以半年的測風數(shù)據(jù)作為原始數(shù)據(jù)進行評估，以再分析數(shù)據(jù)作為插補源數(shù)據(jù)，待插補為完整一年的數(shù)據(jù)后，會改變風速的風頻，這樣便引入一個很大的不確定性，并且對后續(xù)計算、微觀選址等工作的展開均會有負面影響。