测风数据缺测的几种插补方法

　　一、概述
　　《风电场风能资源评估方法》(GBT18710-2002)中规定，对于测风塔缺测数据的处理方法是“将备用的或可供参考的传感器同期记录数据，经过分析处理，替换已确认为无效的数据或填补缺测的数据”。
　　《风电场风能资源测量和评估技术规定》(发改能源[2003]1403号)中规定，用备用的或经相关分析，相关系数(≥80%)的可供参考的传感器同期记录数据，替换已确认为无效的数据或填补缺测的数据。如果没有同期记录的数据，则应向有经验的专家咨询。
　　目前，在测风塔没有备用的或可供参考的传感器同期记录数据时，并无相关规程规定应采取何种插补方法。本文总结几种常用的插补方法，并分析其可靠性。
　　二、插补方法
　　1、相关性插补
　　通过建立本塔或相邻塔之问不同高度间风速相关方程，根据相关理论，只要这些相关方程的相关系数高于0.8以上，就可以利用这些相关方程指补延长那些缺测风速的数据。如果相关系数低于0.8，就不能应用相关方程进行数据处理，需采用其他方法进行数据处理。
　　相关关系插补方法还有多种处理方式，如相关关系构建基于主测风塔和参照测风塔同期所有的测风数据(除去缺测数据);相关关系构建基于不同季节的测风数据;相关关系构建基于不同风向扇区(一般16个)的测风数据。误差分析结果表明，基于不同风向扇区的方法误差最小。
　　2、风切变插补
　　如果有些缺测数据因为相关系数低于0.8，或者无相邻测风塔，因此不能用相关方程进行插补时，可以采用风切变系数进行缺测数据的插补。
　　风切变指数的计算方法： 　　式中：V1、V2为h1、h2两个高度的风速，α 是风速风切变指数，采用实测切变指数。 　　对于风切变系数的计算，因为测风塔有几个高度的风速，可以根据风切变系数的计算公式计算不同高度间的风切变系数，相邻高度层采用其相应的风切变指数进行缺测数据的插补。
　　风切变插补方法也有多种处理方式，如采用风速日风切变、风速季节风切变和风速年风切变等。误差分析结果表明，采用风速日风切变的方法误差最小。