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1、ICS07.060A47QX中华人民共和国气象行业标准QX/T XXXXXXXXX风电场风机测风资料质量控制与订正Quality control and correction of wind measurement data of wind turbine in wind farm点击此处添加与国际标准一致性程度的标识（本稿完成日期：2020-06-08）XXXX - XX - XX发布XXXX - XX - XX实施中国气象局发布QX/T XXXXXXXXX目次前言II引言III1范围12规范性引用文件13术语和定义14基本资料要求35风电场资料审核控制36风机片区划分方法47参考风机确立4
2、8风机实测风速的订正49风速订正准确性评判5参考文献6前言本文件按照GB/T 1.1-2020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由全国气候与气候变化标准化技术委员会风能太阳能气候资源分技术委员会（SAC/TC 540/SC 2）提出并归口。本文件起草单位：内蒙古自治区气象服务中心、中国气象局公共气象服务中心、内蒙古电力（集团）有限责任公司电力调度控制分公司、新疆金凤科技股份有限公司。本文件主要起草人：石岚、郝玉珠、李忠、张永山、吴焕波、谷新波、蒿峰、董海萍、冯震、韩乐琼。引言风电场风电机组测风资料的有效利用对风电场功率精准动态预测、再评估、再利用及大规模、高
3、质高效并网消纳至关重要且不可替代。经统计，风电机组测风资料历年平均可利用率处于较高水平，但不同风电机型的数据采集与监控系统对故障的判断存在诸多不确定性，有些风机轮毂高度测风数据的有效样本较少、数据完整性差异较大，风机测风数据质量参差不齐，缺乏质量控制基础，不能有效利用。通过制定一项风机测风资料质量判别、控制及订正插补的应用技术指南，有助于为风电场精细风况分析、高分辨率风能数值预报模式同化及后处理、风功率精准预测，以及风资源精细化再评估、风能辅助决策、政策规划等提供科学精细的参考依据。6风电场风机测风资料质量控制与订正1 范围本文件描述了风电场风机轮毂测风资料的数据审核、质量判别控制和订正的技术
4、方法。本文件适用于风电场风能资源精细化再评估、再利用及数值天气预报模式风能解释应用。2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成文本必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 187092002风电场风能资源测量方法GB/T 375232019风电场气象观测资料审核、插补与订正规范IEC 61400-12-1:2005 Wind turbine-part 1: Design requirements3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1风电场 wind farm由一批
5、风力发电机组或风力发电机组群组成的电站。来源：GB/T 187102002，3.23.2测风塔 wind measurement tower安装风速、风向等传感器以及风数据记录器，用于测量风能参数的塔形构筑物。来源：GB/T 375232019，3.13.3风机 wind turbine风力发电机组，将风的动能转换为电能的系统。3.4风速 wind speed通过风速测量仪器所获得的风速。注：单位为米每秒（m/s）。来源：QX/T 2432014, 2.1.73.5风向 wind direction风的来向。注：风向以角度（）为单位，或以四个方位表示。风向方位与角度对应关系见表1。表1 风向方
6、位与角度对照表方位符号角度范围东北NE(0，90东南SE(90，180西南SW(180，270西北NW(270，3603.6平均风速 average wind speed给定时间内瞬时风速的平均值，给定时间从几秒到数年不等。3.7轮毂高度 wind turbine hub height从地面到风轮扫掠面中心的高度，对垂直轴风力机是赤道平面高处。注：单位为米（m）。来源：GB/T 2900.532001，2.5.63.8风机实测风速 wind turbine measurement wind通过数据采集与监视控制系统（Supervisory Control And Data Acquisitio
7、n, SCADA）获得时间分辨率为15 min的风电场风机轮毂高度处风速的数据。3.9风机实测功率 wind turbine measurement power通过数据采集与监视控制系统（Supervisory Control And Data Acquisition, SCADA）获得时间分辨率为15 min的风电场风机轮毂高度处有功功率的数据。3.10风机片区 wind turbine groups 不同风向方位、季节风电场风机实测风速高相关的风机片区。3.11参考风机 reference wind turbine不同风向方位、季节，与风机实测风速显著相关或平均绝对误差最小的风机为该风机的
8、参考风机。3.12风速区间 interval wind speed风机切入与切出的实测风速区间。4 基本资料要求4.1 风电场风电场主导风向测风塔，且符合GB/T 187092002中3.1测量位置的代表性和IEC 61400-12-1:2005中5.2.1测风塔位置的规定。其梯度观测要素数据的获取需符合GB/T 187092002中第四章规定。4.2 测风塔观测资料风电场测风塔梯度观测层宜选取与风机轮毂高度相同或相近的海拔高度，数据长度（风速、风向）至少一年。4.3 风机实测风速选取与测风塔同期观测（包括风速、风向）且至少一年的风机实测风速，数据完整率需达到70%。4.4 风机实测功率选取与
9、测风塔同期观测（包括风速、风向）且至少一年的风机实测功率，数据完整率需达到70%。5 风电场资料审核控制5.1 测风塔观测资料审核控制风电场测风塔资料的质量控制、审核订正见GB/T375232019中第五章、第六章。5.2 风机实测数据审核控制5.2.1 合理性审核要求如下。a）范围检查，合理范围参见表2；b）相关性检查，不同风向、季节，相邻风机间风速相关性和风机实测风速与功率相关性均通过0.05的显著性检验；c）风机实测风速、功率长时间不变、缺测或不符合实际风功率曲线的合理范围，实际风功率曲线的确定参见IEC 61400-12-1:2005中7.6。注：表中所列参数范围供检验时参考，指标可根
10、据当地风况特点适当调整。表2 风电场风机实测数据参考范围主要参数合理范围风机实测风速0 m/s小时平均值75 m/s风机实测功率额定功率/(额定风速-1)功率额定功率*1.15.2.2 完整性审核风机实测数据（风速、功率）数量统计，需达到预期数量，完整率要大于70%，完整率公式（1）如下。=N1-N2-N3N100% (1)式中： -为风机实测数据完整率；N -风机数据应测数目；N1-风机连续数据序列数目；N2-风机数据缺测数目；N3-风机数据不合理数目。6 风机片区划分方法将风电场风机风速按风向四个方位（NW、SW、NE、SE）和季节分类，分别计算每类风机实测风速间的相关系数(R)和平均绝对
11、误差(MAE)，以R的90分位数(RC)为划分指标，当风机满足r大于RC时，划分为一个风机片区。7 参考风机确立选取风机实测风速、功率数据完整性大于70%的风机，对分类风机实测风速间的相关系数和平均绝对误差进行排序，片区内相关系数排序第一的为参考风机，依此类推，相关系数不符合要求时，选择风速平均绝对误差最小的邻近风机为参考风机。8 风机实测风速的订正8.1 不合理风速订正在不同的风机片区，基于测风塔、参考风机，按照式（2）及以下优先次序进行风机实测风速的滚动订正。a） 订正风机风速与其参考风机的相关系数小于或等于与测风塔的相关系数时，优先使用测风塔观测风速进行风机风速的订正；b） 订正风机风速
12、与其参考风机的相关系数大于与测风塔的相关系数时，使用参考风机实测风速进行风机风速的订正；c） 订正风机风速与其测风塔、参考风机不相关，使用平均绝对误差最小的参考风机进行订正。y=ax+b (2)式中：a、b-经验系数；y、x-订正风机和参考风机的实测风速，单位为m/s。8.2 相邻时刻风速订正当不满足8.1订正条件时，使用8.2相邻时刻风速订正。相邻时刻风速的订正按照自回归移动平均（ARIMA）方法订正。风速经过差分处理后带入自回归移动平均（ARIMA）公式，公式如下。wt=1wt-1+2wt-2+qwt-q+t-1t-1-2t-2-qt-q(3)式中：wt-经过差分后的变量；i-自回归系数；
13、i-移动平均数；i-残差8.3 特殊情况风速订正风机出现小风速大功率或无风速有功率的数据组合（如覆冰、风速计异常等特殊情况），按实际风功率曲线再建风速。实际风功率曲线用“区间法”确定，计算方法见IEC 61400-12-1 2005测量功率曲线的确定。Vi=1Nij=1NiVn,i,j(4)Pi=1Nij=1NiPn,i,j(5)式中：Vi -第i个区间标准化的平均风速；Vn,i,j-第i个区间数组j标准化的风速；Pi -第i个区间标准化的平均功率；Pn,i,j-第i个区间数组j标准化的输出功率；Ni -第i个区间内数组的数目。9 风速订正准确性评判不同风速的输出功率不同，将风机实测风速区间划
14、分为若干风速段，见表3。若订正后风机实测风速与实测风速都属于同一风速段，且符合实际风功率曲线的分布特征，则认为准确订正。表3 风速段划分风速段名称风速段1风速段2风速段n-1风速段范围v1,v2)v2,v3)vn-1,vn)参考文献1 GB/T 18709-2002 风电场风能资源测量方法2 GB/T 18710-2002 风电场风能资源评估方法3 QX/T 243-2014 风电场风速预报准确率评判方法4 GB/T 37523-2019 风电场气象观测资料审核、插补与订正技术规范5 QX/T 74-2007 风电场气象观测及资料审核、订正技术规范6 IEC 61400-12-1 2005 Wind turbines-part 1: Design requirements_
