使用windographer处理测风数据

使用windographer处理测风数据总则在处理测风数据阶段，大家应该尽量保持数据的原始性，在不对测风数据进行较大改动的情况下进行处理，并且应当按照本标准进行工作，保证所有工作都能有序进行开展。1、原始数据读取（RWD,NDF，RLD，数据密码破解）（1）D:\NRG\SiteFiles（2）尽量能获取测风塔安装报告（3）错误信息（位置变化，设备序列号变化；设备斜率和截距变化，通道变化，密码变化-分段导入）2、原始数据整理（风速、风向、温度、气压）3、数据筛选（规则筛选、相关性筛选、逐点查看、塔影筛选）4、数据插补（塔影插补、自补、互补、完整年）5、数据订正（0.5以上采用扇区订正，0.5以下采用比例法）6、数据拟合以下以对广西兴宁区的数据处理为例一、原始数据打开及导出1.1NRG软件双击打开后缀为rwd的风场文件,自动打开软件，第一次使用时，会弹出一个对话框：点击“是”，生成一个风场信息编辑（SiteInformationEditor）的窗口。关闭这个窗口，点击“ReadData”可以查看各通道的十分钟的平均数据和十分钟曲线。如果这个测风塔有密码，则点击下图中的Edit，然后出现下图的页面，鼠标选中EncryptionCode，将四位数字密码输入，然后选择菜单栏File——SaveSite，即可。如图，广西兴宁区1607的密码为2582。建议：在风场信息编辑（SiteInformationEditor）窗口中，SiteDesc栏中输入风场的简要描述，可用拼音或英文，如：xingningqu技巧1：在查看风速的曲线时，按住鼠标左键从上至下选中所有风速计通道，可以同时查看所有的风速曲线，以不同颜色显示。1.1.1详细查看数据文件：1)点击“ReadData”开始查看各通道的十分钟的平均数据和十分钟曲线，可以选中每个通道进行查看。每通道默认为平均值，View>StandardDeviation为标准离差值，Max最大值，Min最小值。View>Volts/Temperature可以查看记录器的温度和电压，这里的温度是由记录器的内部温度计来记录的。1.1.2数据导入与txt文件生成1、将原始数据文件导入数据库，双击原始测风数据，出现如下的对话框，点击Database，出现如下对话框点击Import.RWDFiles按钮，找出您存放的数据文件，（按ctrl键+A左键选中全部），点“打开”：点击，开始导入文件到数据库，完成后，点击，如果选中的数据过多可能出现无法一次性导入的情况，需分批次导入（若数据个数大于500个，就需分批次导入）。注：导入完成后，可以进行导出文件，生成报表的工作了。2、导出文件：按，选中您需要的文件的时间期间，点OK，点保存，生成导出的文件。二、使用windographer处理数据2.1数据打开与通道信息确认用windographer软件打开测风数据的txt文件，出现如图窗口在这里可以检查各个通道的名称、对应的单位等信息，如果有错误或者未识别的通道，需要手动修改，如图右侧下拉菜单里可以选择通道的类型（风速、风向等）下面几行可以修改通道的名称、单位等注意：为了规范通道名称，以老版NRG通道名称为通道名称标准1.风速通道：标准命名为：SpeedxxmA、SpeedxxmASD、SpeedxxmAMax、SpeedxxmAMin（若无A到m截止，如Speedxxm、SpeedxxmSD、SpeedxxmMax、SpeedxxmMin）2.风向通道：标准命名为：Directionxxm、DirectionxxmSD、DirectionxxmMax、DirectionxxmMin3.气压通道：Pressurexm4.温度通道：Temperaturexm确认它所读取判断的各个通道准确无误后,并修改完成通道名称点击Ok。然后将其保存为.windog文件到测风数据分析文件夹内。然后出现如下窗口。这个页面有四幅图,分别是垂直风切变廓线、风频玫瑰图、月平均风速、风速日分布。通过观察风切变廓线和风频玫瑰，可以对这个风场的风流特性有一个初步认识。2.2风速数据的处理2.2.1规则筛选点击最上面一排的Flag按钮选择Flagwithrules进入如下窗口设置的规则中有规定全风速、风向通道的，也有基于单/双通道制定的规则，我这边将使用国标标准设置的规则标记方式为lowquality（低质量的），针对全风速、风向通道的设置为lnvalid（无效的，比如：风速>40等），将疑似冰冻的标记为Icing（冰冻）。冰冻标记风速规则为：36个Time中，风速数值<0.5,风速SD<0.1，风速的变化<0.1（在连续6个小时内风速数值均小于0.5，且风速SD值<0.1,并且风速的变化值小于0.1这样表示在连续6个小时内风速小于0.5，且无变化，风速计的最小值为0.5）；冰冻标记风向规则为：6个Time中，风向SD<0.1，风向的变化<0.1（在连续1个小时内风向SD值<0.1,并且风向的变化值小于0.1，这样表示在连续1个小时内风向无变化，可视为冰冻）在确认所有规则都无误后点击test→execute，最终点击右下角的确定，表示认同所有的规则。个人经验：使用规则筛选主要是为了方便筛选特别明明显的错误及冰冻数据，而使用国标设定的规则可以进行参考，为后面的“逐点查看”打基础，可以先做好时间记录。规则筛选完成之后可以将所标记的数据进行删除：点击上方Revise选项，DeleteDate，确认如下红色选项，点击OK，即可进行删除在完成规则筛选之后建议先将数据另存为xxxx-规则筛选（1607-规则筛选）。2.2.2相关性检验点击上方Flag选项，选择FlagByScatterPlot按钮，进入如下页面相关性筛选是针对两两风速通道进行筛选的，所以相关性筛选需要从高通道逐步进行至最下面通道，直至所有通道相关性筛选完毕，且标记阶段需保证标记类型都相同，这里推荐使用无效的进行标记。Apply表示同意标记，Remove表示删除标记。具体步骤：勾选一个区域点击Apply，建议一个通道标记完之后再标记另外一个通道，然后再选择其他的两个通道进行筛选，所有通道筛选完成之后点击OK。如上图，这里将问题区域分成两部分，分别位于相关性关系式的上方和下方，这里是需要针对不同的风速通道进行标记的。经验分享：在上方可以标记横坐标通道，一般表示横坐标通道数据过小，在下方一般只需标记纵坐标通道，一般表示纵坐标通道数据过小。在所有的风速通道相关性筛选结束之后对筛选的结果进行删除，删除步骤与规则筛选的步骤保持一致，删除完成之后即表示相关性筛选完成，可以另存为XXXX—相关性筛选（1607—相关性筛选）并存至相应的文件夹。2.2.3逐点查看逐点查看是整个数据处理中最耗费时间的一个过程，首先需要选择上方的Flag选项，并点击FlagManually，进入如下页面经验分享：首先应当全盘去看，主要看风速变化的情况是否符合实际情况，应当把分辨率调整至能够正常观察变化的情况，如下：关注的点：是否正常变化，有没有突变，是否长时间不变化，然后根据具体风速数值判断哪一个风速段出现问题，然后选择标记，如上图这种就是属于30m风速测量过大，可以将30m进行标记，同理，在左侧仅选择30m通道，同意标记为无效数据。结束全风速段的查看之后可以将前期国标规则标记的时间段进行分析，详细查看是否确实有问题，选择无效标记进行标记。风向数据的处理在“FlagManully”,右侧选择栏里勾上不同高度的风向，观测不同曲线的相关行，标记出有明显差异的数据段，进行修订。接下来重复后续步骤，选择出有问题的数据，进行处理。完成所有标记之后就可以点击OK→删除→另存为XXXX（逐点查看）2.2.4塔影标记塔影标记主要针对在同一高度处装设两个风速仪的情况，由于塔影效应导致在某一风向段产生的某一风速仪测量误差较大的一个过程。首先需要选择上方的Flag选项，并点击FlagTowerShading选项，进入如下页面：横坐标表示角度，纵坐标表示A通道与B通道的比值，一般情况下认为比值在0.95—1.05之间即为正常，在此区间之外视为不正常。在上图两个红方框内选择角度即可改变标记的区间，前面数值表示风向的中心角度，后面的数值表示中心角度向外扩散的角度。推荐使用1.05和0.95这两条线先寻找对应的角度，再使用基本数学方法计算出数值填入。本测风数据的标记角度为185°—215°和263°—275°，所以最终填入的数值为20030和25912，之后点击右下角的Excute。经验分享：一般塔影只需标记一次，特殊情况下一次不能筛选完成，需要两次筛选，可以在删除数据之后再次进行塔影筛选，直至无异常数据。标记完成之后重复进行：删除→另存为动作。三、数据插补3.1自补在完成所有筛选之后，可以进行自补操作，自补主要就是软件根据该测风数据的风切变等参数将删除的数据进行补充，点击上方的Revise，选择FillGaps，进入如下页面确认两红框选项之后点击右下角的FillGaps即可完成自补。3.2互补在数据完整率较低的时候可以采用异塔插补的方法进行数据插补。插补原则：1.数据完整率低于80%；2.保证两数据均进行筛选，自补，均处于互补阶段或另一个已经处理完成；3.两数据相关性大于0.8（r2>0.64）；4.两数据存在相同时间段.特别注意：在互补阶段需要提前确定所使用的目标风速通道（1607有90m两通道，目标风速通道为90mA），仅需互补一个通道即可。首先点击上方的Compare，选择MCP，进入如下页面将上图中红框选中，进入如下页面：首先根据相关性确认参考塔的风向风速通道，计算时间差，本次使用两塔相关性较好，可以进行插补，点击上方的SD选项，进入下页面，确认输出时间，点击CretateFinalDateSet。可以详细了解插补之后的风速风向变化情况，点击右下角输出，即可完成异塔插补操作，命名为xxxx—互补。（一定不要点击Overwrite）其实在计算过程中单通道数据已经能够满足正常的软件计算情况，但在这里为了能够讲解Append操作，可以将插补出来的数据替换至原始数据之中。点击上方的File选项，选择Append选择互补之后的测风数据，进入下页面在红框内选择对应的风速风向通道，确认替换类型（为了避免误差，选择Only选项）。最终即可再次进行另存为→命名XXXX互补完整。3.3完整年数据完整年其实与异塔插补类似，主要是针对测风数据不足完整年，旁边也无其余测风塔插补，就可使用长期数据进行插补至一个完整年，具体操作与异塔插补类似，只不过将参考塔换位长期数据插补原则：1.测风数据不足一个完整年2.相关性r2>0.53.最终输出为一个完整年数据。注意事项：由于Merra数据为美国的数据，与我们常用的测风塔肯定存在测风时间偏差，所以必须要进行时间偏差计算。四、记录数据需要记录的数据和图片有：平均风速和风功率密度，湍流强度，weibull分布参数（k,a/c值），50年一遇最大风速，风切变数据，空气密度，风向和风能玫瑰图。1)如下图在主页面选择“Tables”标签，左上角选择“WindSpeedSensorSummary”在出现的表格中记录个高度的平均风速和风功率密度在左上角的下拉菜单中选择“environmentsummary”,可以查看环境参数，记录下空气密度的数值。2)在“Analysis”一栏选择“TurbulenceAnalysis”一项，这里