风电场气象观测资料审核,订正技术规程(征求意见稿)

1、××/t ××××××××中国气象局 发布1.1.1.1 2006-××-××实施2006-××-××发布风电场气象观测资料审核、订正技术规程regulations for inspection and correction of wind power observation（送审稿征求意见稿）（本稿完成日期：2006年4月）qx/t ××××2006qx中华人民共和国气象行业

2、标准ics备案号：iiiqx/t ××××2006目 次前言ii1 范围12 术语及定义12.1 气温 temperature12.2 水汽压water vapor pressure12.3 相对湿度relative humidity12.4 风速wind speed12.5 风向wind direction22.6 气压air pressure23 观测点选择23.1 观测场地的查勘23.2 观测点要有代表性23.3 观测点周围环境24 仪器布设方式24.1 测风铁塔的架设24.2 仪器安装25 原始记录的采集与转换35.1 原始记录的采集方式35.2

3、 观测时间要求35.3 记录转换36 数据审核的参照依据36.1 地面气象观测规范36.2 合理性及完整性46.3 气象要素的日变化规律46.4 与邻近气象观测的相关性46.5 与其它观测资料的配合47 数据审核的技术规程47.1 气温与湿球温度47.2 湿度47.3 气压57.4 风58 数据订正技术58.1 长年代气象台（站）的选定58.2 风速订正方法58.3 其它项目的订正方法68.4 相关分析的方法68.5 相关系数的检验6附录a （规范性附录） 风观测月报表8参考文献1ii前 言本标准为推荐性标准； 本标准的附录a为规范性附录。； 本标准由中国气象局监测网络司提出。； 本标准由中国

4、气象局政策法规监测网络司归口。； 本标准由广东省气象局负责起草。； （通信地址：广州市福今路6号；邮政编码：510080；电子邮件地址：llsong） 本标准主要起草人：宋丽莉、吕勇平、钱光明、植石群。； 本标准由中国气象局监测网络司负责管理和强制性条文的解释，由负责起草单位具体技术内容的解释。本标准首次发布。风电场气象观测资料审核、订正技术规程1 范围本标准规定了全国风能风场观测的观测站环境、观测项目、仪器安装、资料审核、资料订正的方法等。本标准适用于为风能资源调查、评估、开发而设立的气象观测站的观测资料的采集、记录格式及资料审核、订正。审核项目内容包括，风机轮毂以下各高度逐时平均风速、风向

5、资料的审核；其它辅助项目如气压、气温和湿度（水汽压）的资料审核。资料订正指将风场短时间的气象观测数据序列订正为长年代数据序列。本标准未作规定的可执行中国气象局制定的地面气象观测规范（气象出版社，2003年）。2 术语及定义下列术语、定义适用于本标准。2.1 气温 temperature表示空气冷热程度的物理量称为“空气温度”，简称“气温”。我国以摄氏度（）表示，取1位小数，零度以下为负值。气象台（站）一般所指的气温，是百叶箱中离地面约1.5米高处的温度表或温度计量得的空气温度，它基本上代表了当地的气温。2.2 水汽压water vapor pressure也称绝对湿度，指空气中实际水汽压力，它

6、反映了空气中水汽的绝对含量，以百帕（hpa）为单位，取1位小数。2.3 相对湿度relative humidity指空气实际水汽压与当时气温下的饱和水汽压之比，以百分数（%）为单位，取整数。2.4 风速wind speed根据测量时段的长短，风速可分瞬时风速、极大风速、平均风速和最大风速，单位为米/秒。2.4.1 瞬时风速（instantaneous wind speed）空气微团的瞬时水平移动速度，瞬时指测风仪器的最短反应时间，约3秒钟，因此瞬时风速也是指3秒钟的平均风速。 2.4.2 平均风速（average wind speed）规定时间段瞬时风速的平均值。根据不同时间段分为2分钟、10

7、分钟、1小时、日、月及年平均风速。2.4.3 极大风速（extreme wind speed）瞬时风速的最大值。2.4.4 最大风速（maximum wind speed）10分钟平均风速的最大值。2.5 风向wind direction指风的来向，以角度（°）为单位或以十六方位（n、nne、ne、ene、e、ese、se、sse、s、ssw、sw、wsw、w、wnw、nw、nnw）加静风（c）表示。2.6 气压air pressure指作用在单位面积上的大气压力，即等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量，以百帕（hpa）为单位，取1位小数。3 观测点选择3.1 观测场地

8、的查勘风能项目观测场地的查勘工作应由有资质和有经验的技术人员进行，查勘前应收集设点地区自然地理环境和交通等资料，并结合地形图确定查勘范围，做好查勘设点的各项准备工作。3.2 观测点要有代表性观测点要有代表性，能基本代表该风场不同地貌特征的一般状况。3.3 观测点周围环境测点应选择最多风向的上风位置，周围应不受突变地形、树木和建筑物的影响。4 仪器布设方式4.1 测风铁塔的架设铁塔高度至少距地面50米，并在至少3个不同高度（10米、30米和50米）预留安装点。铁塔横梁与主风向成90度。铁塔应有防雷击接地装置。4.2 仪器安装风速、风向传感器应固定在测风铁塔直径二倍以上的牢固横梁处，迎主风向安装，

9、传感器的安装底板应进行水平校正。气压表、气温表和湿度计安装在距测风塔中心30米以内、离地高度1.2米的百叶箱内。传感器、记录器必须精准。仪器的分辨率、误差应控制在允许的范围内。为方便数据订正，风向应采用十六方位或0360°进行记录。5 原始记录的采集与转换5.1 原始记录的采集方式原始记录的采集方式有风场采集和自动传输采集。风场采集是在一段时间后用（手提）电脑与记录器相连，读取记录。自动传输是采用固定（移动）电话实时传输采集的数据资料。5.2 观测时间要求气温、气压、湿度每小时采集一次；风速风向每十分钟采集一次，取该小时内六个风速的平均值为该小时平均风速，风向取最多风向为该小时风向。

10、如最多风向超过一个，取靠近正点的那一个。5.3 记录转换5.3.1 数据格式由于不同的观测仪器，记录格式可能差别比较大，采集到的原始记录要及时通过转换程序转换成统一格式并安全保存。转换后的数据格式每天一行为一个记录。具体如下：yy mm dd d21 v21 d22 v22.d24 v24 d01 v01.d20 v20 sv av jd jv jt zd zv zt其中: yy、mm、dd分别为年、月、日，取后2位，高位补0。 d21、d22、d23、d24、d01.d20 为逐时风向，以度为单位，取3位，高位补空。 v21、v22、v23、v24、v01.v20 为逐时风速，单位为0.1米

11、/秒，取3位，高位补空。 sv为风速日合计，单位为0.1米/秒，取5位，高位补0。 av为风速日平均，单位为0.1米/秒，取3位，高位补0。 jd、zd为极大风和最大风的风向，以度为单位，取3位，高位补空。 jv、zv为极大风和最大风的风速，单位为0.1米/秒，取3位，高位补0。 jt、zt为极大风和最大风的出现时间，格式为hh:mm，即时、分各2位，高位补0，中间用“:”分隔。 同一行的数据之间以一个空格分隔。5.3.2 报表格式为了方便资料审核、查看及存档，应该将每月的观测数据输出成月报形式（见附表）。 6 数据审核的参照依据6.1 地面气象观测规范风场观测数据审核是为了确保采集到的资料是

12、真实有效的，并通过数据审核判断仪器工作是否正常，审核依据参照中国气象局制定的地面气象观测规范(气象出版社，2003年)附录6中相关项目的检查。6.2 合理性及完整性对数据的合理性及完整性进行判断，剔除由于仪器故障、传输错误造成的不真实数据。合理性检验包括范围检验、相关性检验:6.2.1 气温的变化范围 -55506.2.2 湿 球 温 度 <356.2.3 绝对湿度(水汽压) 055hpa6.2.4 气压的变化范围 600hpa1050hpa6.2.5 平均风速、最大风速的变化范围 0m/s40m/s6.2.6 风向的变化范围 0° 360°或十六方位或静风6.2.7

13、 各高度风的相关性 |v50-v30|<2.0m/s 和 |v50-v10|<4.0m/s6.2.8 |d50-d30|<20°或|d50-d30|>340°或v30<=0.2 m/s 或v50<=0.2 m/s (即有一高度为静风) 不同下标的v和d分别指不同高度的风速及风向。6.3 气象要素的日变化规律在正常情况下，气温具有白天高夜间低的日变化规律，气温、气压不能忽高忽低。6.4 与邻近气象观测的相关性在同一大气候的背景下，风场气温、气压等气象要素的变化与邻近气象站点的同一要素应有较好的相关性。6.5 与其它观测资料的配合当天气不稳定

14、时，如有冷空气或降水时，气温、气压的日变化规律可能被打乱。中小尺度的天气系统也可能会引起风速及风向的急剧变化。7 数据审核的技术规程7.1 气温与湿球温度审查气温是否在合理的范围内，日变化是否符合规律，日最高气温与14时气温差值是否在某一范围以内。日最低气温与定时最低气温比较，一般也不能相差太大。如有异常情况，应对比邻近气象台（站）观测的气温、云、降水、日照等要素，以判断其是否合理。干球温度应大于或等于湿球温度。校算日月合计及平均值。7.2 湿度风能项目中使用的湿度是指绝对湿度（即水汽压），它可以通过干球温度、湿球温度、气压计算出来，也可以通过相对湿度和气温通过计算或从湿度查算表中得到。主要审

15、查日变化规律，遇有异常变化时，须配合季节和邻近气象站的天气现象分析，判断记录是否正确，一般有降水、雷暴或有雾时，湿度会比较大或偏大。校算日月合计及平均值。7.3 气压审查气压是否在合理的范围内，日变化是否符合规律，有无反常现象，如有则分析原因，与邻近气象台站的气压资料进行比较，两者一般都有较好的相关性。校算日月合计及平均值。7.4 风 先将数据文件打印成月报表形式（格式见附表） 审查逐时风速是否在合理范围之内，极大风速是否不小于最大风速，最大风速是否不小于各时风速。 审查不同高度风速、风向相关是否合理。 校算日月合计及平均值。审查逐时风向如果用度表示是否在0360°范围之内，如果用十

16、六方位表示风向应为n、e、s、w、c或前4个字母的规定组合。8 数据订正技术一般风场观测的时间都比较短，只有12年，不能代表该观测点的长年代平均气候状况，需要通过与风场附近长年代气象台（站）的观测数据进行对比分析，通过订正得出能真实反映风场观测点的长年平均状况的气象数据。8.1 长年代气象台（站）的选定选择参照气象台（站）的条件如下：a) 具有30年以上规范的测风记录；b) 距离风场比较近；c) 同期观测结果相关性较好；d) 地形条件相似。在满足前两个条件的长年代气象台（站）中，使用逐个台（站）的数据与风场数据进行相关分析，选相关性最好的参与风场观测数据的订正。8.2 风速订正方法 将风场短期

17、风场测风数据订正为代表年风况数据的方法如下： 1）将风场某一高度风速与长年代气象台（站）的风速进行相关分析，得到两个观测点的风速相关曲线（如果按8.5的方法得到的是一条直线）。如长年代气象台（站）的风速为横坐标，风场测站的风速为纵坐标，根据风场各时间的风速与对应的长年代气象台（站）的风速点在图上（若风场或长年代气象台（站）缺测的，对应资料予以剔除），最后拟合出一条相关曲线。 2）根据这条风速相关曲线和长期测站的长年平均风速，得到风场测站的长年平均风速，求出两个长年平均风速的代数差值。 3）风场数据的每个风速都加上对应方位的风速代数差值，即得到订正后的风场风速资料。8.3 其它项目的订正方法 气

18、温、气压、湿度的订正方法比较简单，步骤如下：1） 将风场气温（气压、湿度）与长期测站对应的数据进行相关分析，得到一线性方程。 t风场=a1 t长期+ b1 p风场=a2 p长期+ b2 u风场=a3 u长期+ b32） 根据该方程和长期测站的气温（气压、湿度）的长年平均值，分别代入计算出风场代表长期状况的气温（气压、湿度）值。8.4 相关分析的方法最小二乘法，以气温为例说明如下：设长期测站的气温为xi，同期风场气温为yi用最小二乘法可以得到关系式: 式中: 8.5 相关系数的检验通过上述方法订正后的数据，其可信度如何还需要进行相关系数的检验,当相关系数大于或等于检验表中的值，相关是显著的，否则不显著。风场数据yi与长期测站对应的数据xi的相关系数可以表示为：式中: ， 相关系数检验表(信度0.05)n-23035404550607