[发明专利]一种风向数据插补方法

权利要求书

1.一种风向数据插补方法，包括如下步骤：

步骤1：整理待插补风向数据以及辅助插补风向数据确定它们的完整度状况，包括：

步骤11：整理待插补风向数据{y_i}，以它们的时间标签对齐所有数据；

步骤12：按时间序列对待插补风向数据{y_i}进行缺失标定，建立待插补风向数据缺失向量{p₁,p₂,…,p_N}，若待插补风向数据第i个风向数据y_i缺失，则p_i＝0；反之，则p_i＝1；N为应测风向数据总量，N＝t/t_in，t为风向数据总测量时间，t_in为风向数据测量间隔时间；

步骤13：选取辅助插补风向数据，原则为：地理位置近，时间分辨率与待插补风向数据相同，数据完整度高；

步骤2：选定待插补风向数据中缺失数据的缺失点y_i，即p_i＝0的点，并根据向量{p₁,p₂,…,p_N}确定所述时间窗口，具体步骤为：确定初始化参数n，n＝30min/t_in，以y_i前后30分钟为待插补风向数据的时间窗口，即，y_i-n到y_i+n的待插补风向数据；之后，对n进行优化修正：a)若且则n减小1；b)若则n增加1；其中α，β₀，β₁都是设定的参数；重复对n进行优化修正直至n不再变化，则把包含y_i-n到y_i+n的待插补风向数据以及辅助插补风向数据的时间窗口作为选定的时间窗口；

步骤3：用选定的时间窗口内的待插补风向数据和辅助插补风向数据对待插补风向数据中的缺失数据进行结合三角函数变换的相关性法插补；

步骤4：对所有待插补风向数据中的缺失数据都进行步骤2和步骤3，完成插补，最后，输出插补结果。

2.据权利要求1所述的一种风向数据插补方法，其特征在于，所述步骤13中选取辅助插补风向数据的优先级顺序为：首选同塔高度接近风向数据，其次选择临近测风塔同一高度风向数据，最后选择当地气象数据。

3.据权利要求1所述的一种风向数据插补方法，其特征在于：α∈[30,50]，β₀∈[0.90,0.99]，β₁∈[0.8,0.95]。

4.根据权利要求1所述的一种风向数据插补方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：

步骤31：将选定的时间窗口下的待插补风向数据以及辅助插补风向数据由角度转换为三角函数值，即，待插补风向数据的余弦值{yc_i}和正弦值{ys_i}，以及各组辅助插补风向数据的余弦值{xc_i^j}和正弦值{xs_i^j}，j＝1,2,...,m，m表示辅助插补风向数据的组数；

步骤32：计算线性相关系数，计算待插补风向数据与各组辅助插补风向数据的余弦值之间的相关系数{rc^j}：

同理，可计算出待插补风向数据与各组辅助插补风向数据的正弦值之间的相关系数{rs^j}；之后，分别选定绝对值最大的相关系数的辅助插补风向数据进行插补，插补余弦值用|rc^j|最大的辅助插补风向数据，插补正弦值用|rs^j|最大的辅助插补风向数据；

步骤33：线性拟合辅助插补风向数据的余弦值{xc_i^j}和待插补风向数据的余弦值{yc_i}，在将xc_i^j代入这条直线求出待插补风向数据中的缺失数据的余弦值yc_i；同理，求出待插补风向数据中的缺失数据的正弦值ys_i；

步骤34：根据下式将三角函数值转换成角度：