[发明专利]一种风向数据插补方法

说明书

本发明涉及一种风向数据插补方法，能够根据待插补风向数据的缺失情况自动选取插补时的时间窗口，保证辅助插补风向数据与待插补风向数据间的关联性；且通过三角函数变换，更好的利用了风向数据的特性，即，风向数据的环形效果。本发明所提供的方法能够较为有效地插补风向数据，得到较高完整度和较好准确性的风向数据，可以为风资源评估提供较好的数据支持。

技术领域

本发明属于风电场技术领域，尤其涉及一种风向数据插补方法。

背景技术

风能是可再生能源中发展最快且最具有开发价值的清洁能源，而风力发电是风能开发利用的主要形式。近年来，我国风电产业迅猛发展，这一状况无疑风力发电带来了巨大的机遇，但同时也带来了巨大的挑战，风力发电无论是设计还是运行，都还存在着诸多的问题。风力发电不如火力发电或水力发电稳定，其主要原因在于风能资源的不确定性。风能资源存在着波动性和间歇性，因此，在建立一个风力发电场之前，必须深入分析当地长期的风资源数据，全面了解风能资源的情况，再判断当地是否适合建立风力发电厂。这给风力发电场的设计带来了很大的困难，风资源评估不当，可能导致风电场由盈利变为亏损，造成损失。

测风数据是风资源评估的主要数据支持，也是评估风电场经济效益的重要因素。因此，保证测风数据的完整度与准确性很有意义。对于缺失的风向数据，通常的处理方法有两种：(1)忽略这些缺失的风向数据，这种方法中的风向数据的准确性较好、但完整度较低；(2)直接将其它数据(同一时刻或邻近时刻)直接复制以填补缺失数据，这种方法中的风向数据的完整度较高、但准确性较差。

针对现有的风向数据插补方法不能同时保证较高的完整度和较好的准确性，本发明提出一种能更有效完善风电场数据的风向数据插补方法。

发明内容

本发明申请涉及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；

步骤2：确定待插补风向数据的时间窗口；

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。

步骤1具体包括：

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。如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。