CN108984949A - 一种对测风数据进行判断的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种对测风数据进行判断的方法，包括如下步骤：步骤A：获取数据记录仪中存储的测风塔测得的原始气象数据和电池电压数据；步骤B：对步骤A中获取的数据进行转换，转换为可由表格打开的通用文本格式；步骤C：将转换好的数据由表格打开，并由图表形式呈现出来；步骤D：参考步骤C中图表的曲线来判断测风数据是否有误。本发明对当前测风数据判断标准中存在的问题进行了修正及补充，从而提高了测风数据处理的准确性，提升了风资源评估以及发电量估算结果的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及风资源分析技术领域，尤其涉及一种对测风数据进行判断的方法。
背景技术
风资源分析的最基础依据是测风塔的测风数据资料，但是由于各种原因测风塔测风数据经常出现一些有问题或看似有问题的情况，在做测风数据处理时，如果对出现的情况判断不准确，导致对测风数据误处理或未处理，将直接影响到后期的风资源评估以及风电场发电量的估算结果。因此，对测风数据判断的准确性是至关重要的。
当前，对测风数据判断的标准只有冰冻、无效值、塔影效应这三种。在以往处理测风数据时的经验来看，以上三种标准根本无法囊括所出现的各种情况，从而导致测风数据出现了问题却没有相对应的判断依据来进行错误认定的情况出现。
发明内容
本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种对测风数据进行判断的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种对测风数据进行判断的方法，包括如下步骤：
步骤A：获取数据记录仪中存储的测风塔测得的原始气象数据和电池电压数据；
步骤B：对步骤A中获取的数据进行转换，转换为可由表格打开的通用文本格式；
步骤C：将转换好的数据由表格打开，并由图表形式呈现出来；
步骤D：参考步骤C中图表的曲线来判断测风数据是否有误。
优选的，所述步骤A中获取数据的方法可采用拨号连接下载的方式，所述数据记录仪中配有SIM卡，可实现远程拨号功能，可直接拨号到数据记录仪上，在线下载测风塔测得的原始气象数据和电池电压数据。
优选的，所述步骤A中获取数据的方法还可以采用发送邮件的方式，所述数据记录仪中可设置定期自动发送邮件到指定邮箱，可同时设置多个接收邮件地址，即可定期获得测风塔测得的原始气象数据和电池电压数据。
进一步的，所述原始气象数据包括风速平均值、风向平均值、温度、相对湿度和大气压。
优选的，所述步骤B中对获取的数据进行转换需要根据数据记录仪类型来选择转换软件。
优选的，所述步骤C中需要由图表呈现出来的数据包括风速平均值、风向平均值、温度、相对湿度、大气压和电池电压，不同种类的数据分别在不同的图中显示，并确定时间序列保持一致。
进一步的，所述电池电压采用12V。
进一步的，所述步骤D中判断测风数据有误的标准包括：
a、风向10°偏差：在风速大于3m/s时，两风向仪测量值差值大于10°；
b、异常信号：测量值与其他正常值有明显区别；
c、信号丢失：某测量数据丢失，短时间测量值归零；
d、信号突起：测量值信号突然间增高或降低；
e、静态电压放电：测量值突然增高到正常范围以外并回落；
f、塔影效应：同一高度风速仪一定时间长度内风速相差大于0.3m/s。
进一步的，所述步骤D中判断测风数据有误的标准还包括：
a、电池充电问题：电池未规律充电；
b、标定过期：如传感器标定已过期，为了测量精准需重新进行传感器标定；
c、通讯问题：数据记录仪无法连接到测风塔或无法接收数据；
e、设备维修：设备维修期间测量值出现异常；
f、数据记录仪损坏：数据记录仪导致的数据丢失或数据异常；
g、传感器损坏：测量值异常或完全丢失，导致测量值全部归零；
h、传感器冻冰：温度低于0℃导致的测量值长时间保持同一值。
本发明对当前测风数据判断标准中存在的问题进行了修正及补充，从而提高了测风数据处理的准确性，提升了风资源评估以及发电量估算结果的准确性。
附图说明
构成本发明的一部分附图用来提供对本发明的进一步理解。
在附图中：
图1是本发明一种对测风数据进行判断的方法的流程图。
图2是本发明步骤C中呈现的图表效果图。
图3是本发明判断风向10°偏差标准的图表效果图。
图4是本发明判断异常信号标准的图表效果图。
图5是本发明判断信号丢失标准的图表效果图。
图6是本发明判断信号突起标准的图表效果图。
图7是本发明判断静态电压放电标准的图表效果图。
图8是本发明判断塔影效应标准的图表效果图。
图9是本发明判断电池充电问题标准的图表效果图。
图10是本发明判断设备维修标准的图表效果图。
图11是本发明判断传感器损坏标准的图表效果图。
图12是本发明判断传感器冰冻标准的图表效果图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
测风塔均实时采集数据并向数据记录仪发送数据，数据记录仪用来接收并显示当前数据，数据记录仪自身每十分钟会进行一次计算，得出每一项测量值的10分钟平均值，并可实时显示某段时间内数据的平均值。如图1所示，一种对测风数据进行判断的方法，包括如下步骤：
步骤A：获取数据记录仪中存储的测风塔测得的原始气象数据和电池电压数据，所述原始气象数据包括风速平均值、风向平均值、温度、相对湿度和大气压，电池电压采用12V。获取数据的方法可采用拨号连接下载或发送邮件的方式，所述数据记录仪中配有SIM卡，可实现远程拨号功能，可直接拨号到数据记录仪上，在线下载测风塔测得的原始气象数据和电池电压数据；所述数据记录仪中还可设置定期自动发送邮件到指定邮箱，可同时设置多个接收邮件地址，即可定期获得测风塔测得的原始气象数据和电池电压数据。
步骤B：对步骤A中获取的数据进行转换，转换为可由表格打开的通用文本格式，如“.txt”、“.csv”、“.dat”等；对获取的数据进行转换需要根据数据记录仪类型来选择转换软件；其中市面上流行的几种数据记录仪分别为：NRG、NOMAD、AMMONIT、CAMPBELLSCIENTIFIC、ZENITH等，厂家NRG对应的软件为Symphonie Data Retriever或SymphoniePRODesktop Application；厂家NOMAD对应的软件为NomadDesktop或NOMAD3TOOLBOX；厂家AMMONIT对应的软件为CALLaLOG2002_V1_6_1或7Z；厂家CAMPBELL SCIENTIFIC对应的软件为LOGGER NET；厂家ZENITH对应的软件为EOL MANAGER；需根据项目现场使用的数据记录仪类型来进行软件选择，如遇有采用加密方式进行数据记录的，需要向业主方提前索要密码。
步骤C：将转换好的数据由表格打开，并由图表形式呈现出来；需要由图表呈现出来的数据包括风速平均值、风向平均值、温度、相对湿度、大气压和电池电压，在相同时间序列内，所述数据分别在相应的图表中显示，即不同种类的数据分别在不同的图中显示，确定时间序列保持一致；如图2所示，上述所有测量值的时间序列区间全部为：2014年1月1日00点00分至2014年1月31日20点00分。
步骤D：参考步骤C中图表的曲线来判断测风数据是否有误；所述步骤D中判断测风数据有误的标准包括：
风向10°偏差：在风速大于3m/s时，两风向仪测量值差值大于10°；判断风向仪是否因测风塔单侧遮挡或因仪器自身出现故障而导致的风向测量不准确的情况；如图3所示，在2017.02.25 0：10时刻曲线风速1对应的点值为4.3m/s，风速2对应的点值为5.1m/s，在相同时刻曲线风向1对应的点值为34°，风向2对应的点值为61°，风向1和风向2对应的点值的差值为27°，说明两风向仪测量值差大于10°，属于风向10°偏差标准，此时段测得的数据可能有误。
异常信号：测量值与其他同种类的正常值有明显区别，判断测量值某些时段的异常情况，如图4所示，测量值选用风速平均值，曲线风速1和曲线风速2的数据非常接近，属于正常值，反而曲线风速3的数据与曲线风速1和曲线风速2偏差较大，说明在此时段范围内有异常信号，符合异常信号标准，此时段的测量数据可能有误。
信号丢失：某测量数据丢失，短时间测量值归零；判断由于信号的原因造成的短时间测量值归零的情况，如图5所示，测量值选用风速平均值，在测量数据过程中，突然测量值均为0，一段时间后，又恢复正常测量，说明在测量值为0的这段时间测量信号丢失，导致短时间测量值为0，符合信号丢失标准的情况，所以，在测量值为0的这段时间测量数据是有错误的。
信号突起：测量值信号突然间增高或降低；判断由于信号原因造成的测量值短时间突然上升或下降的情况，如图6所示，测量值选用风速平均值，三个传感器同时测量风速，形成曲线风速1、曲线风速2和曲线风速3，测量过程中，曲线风速1突然上升或曲线风速3突然下降，说明测量信号突然增高或降低，符合信号突起标准的情况，说明该段时间内测量的数据是有错误的。
静态电压放电：风速平均值突然增高到正常范围以外并回落；判断测量值由于静态电压放电所造成的测量值突然增高并回落的情况，如图7所示，测量值在2018.02.08 16：10时突然增高至正常范围以外，可到达1500m/s，甚至更高，然后回落到正常值，说明此时间段内是有静态电压放电的情况发生。
塔影效应：同一高度风速仪一定时间长度内风速相差大于0.3m/s；判断由于测风塔单侧遮挡所引起的同一高度风速测量值有大于0.3m/s偏差的情况，如图8所示，所有的点均为同高度平均风速值差值，图中a点对应的值为0.8m/s，同一高度风速仪一定时间长度内风速相差大于0.3m/s，符合塔影效应标准的情况，所以测风塔可能会有单侧遮挡的情况，测量数据可能有误。
电池充电问题：电池未规律充电；判断外置电池是否规律进行充电，如电池长时间未进行规律充电，有可能导致数据记录仪无法正常工作，如图9所示，电池的电量呈阶段性的不稳定，说明电池未规律充电。
标定过期：如传感器标定已过期，为了测量精准需重新进行传感器标定；比如，根据测风塔风速仪的计量检定证书来判断风速仪是否需要返厂重新进行标定，如长期未进行标定有可能导致测量值不准确的情况，国家标准规定正常检定周期为一年；
通讯问题：数据记录仪无法连接到测风塔或无法接收数据；判断无法正常连接数据记录仪或无法正常接收定期邮件的情况；
设备维修：设备维修期间测量值出现异常，判断是否因设备维修而导致的测量值出现异常情况，如图10所示，测量值选用风速平均值，四个风速传感器的测量值在某段时间内维持在大于0的数值不变，说明该段时间内设备可能处于维修状态，而导致测量值出现异常。
数据记录仪损坏：数据记录仪导致的数据丢失或数据异常；判断由于数据记录仪损坏所造成的测量值全部归零的情况；
传感器损坏：测量值异常或完全丢失，导致测量值全部归零；判断由于传感器损坏所出现的测量值归于offset或丢失的情况，如图11所示，测量值选用风速平均值，某段时间内测量值全部为0，测量值异常或丢失，符合传感器损坏的标准，该段时间内的测量数据有误。
传感器冻冰：温度低于0℃导致的测量值长时间保持同一值，判断由于冰冻原因造成的测量值长时间保持同一值的情况，如图12所示，测量值选用风速平均值，两个风速传感器测量风速时，曲线风速1和曲线风速2由于温度变化从正常测量逐渐变化至异常状态，测量值长时间保持0的状态，综合温度测量值的图表，符合传感器冻冰标准，说明该段时间内风速的测量数据有误。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种对测风数据进行判断的方法，包括如下步骤：
步骤A：获取数据记录仪中存储的测风塔测得的原始气象数据和电池电压数据；
步骤B：对步骤A中获取的数据进行转换，转换为由表格打开的通用文本格式；
步骤C：将转换好的数据由表格打开，并由图表形式呈现出来；
步骤D：参考步骤C中图表的曲线来判断测风数据是否有误。
2.根据权利要求1所述的一种对测风数据进行判断的方法，其特征在于：所述步骤A中获取数据的方法可采用拨号连接下载的方式，所述数据记录仪中配有可实现远程拨号的SIM卡，可直接拨号到数据记录仪上，在线下载测风塔测得的原始气象数据和电池电压数据。
3.根据权利要求1所述的一种对测风数据进行判断的方法，其特征在于：所述步骤A中获取数据的方法还可以采用发送邮件的方式，所述数据记录仪中可设置定期自动发送邮件到指定邮箱，可同时设置多个接收邮件地址，即可定期获得测风塔测得的原始气象数据和电池电压数据。
4.根据权利要求2或3所述的一种对测风数据进行判断的方法，其特征在于：所述原始气象数据包括风速平均值、风向平均值、温度、相对湿度和大气压。
5.根据权利要求1所述的一种对测风数据进行判断的方法，其特征在于：所述步骤B中对获取的数据进行转换需要根据数据记录仪类型来选择转换软件。
6.根据权利要求1所述的一种对测风数据进行判断的方法，其特征在于：所述步骤C中需要由图表呈现出来的数据包括风速平均值、风向平均值、温度、相对湿度、大气压和电池电压，在相同时间序列内，所述数据分别在相应的图表中显示。
7.根据权利要求2或3或6所述的一种对测风数据进行判断的方法，其特征在于：所述电池电压采用12V。
8.根据权利要求7所述的一种对测风数据进行判断的方法，其特征在于：所述步骤D中判断测风数据有误的标准包括：
a、风向10°偏差：在风速大于3m/s时，两风向仪测量值差值大于10°；
b、异常信号：测量值明显区别同类数据的正常值；
c、信号丢失：测量数据丢失，短时间测量值归零；
d、信号突起：测量值信号突然间增高或降低；
e、静态电压放电：测量值突然增高到正常范围以外并回落；
f、塔影效应：同一高度风速仪一定时间长度内风速相差大于0.3m/s。
9.根据权利要求7所述的一种对测风数据进行判断的方法，其特征在于：所述步骤D中判断测风数据有误的标准还包括：
a、电池充电问题：电池未规律充电；
b、标定过期：如传感器标定已过期，为了测量精准需重新进行传感器标定；
c、通讯问题：数据记录仪无法连接到测风塔或无法接收数据；
e、设备维修：设备维修期间测量值出现异常；
f、数据记录仪损坏：数据记录仪导致的数据丢失或数据异常；
g、传感器损坏：测量值异常或完全丢失，导致测量值全部归零；
h、传感器冻冰：温度低于0℃导致的测量值长时间保持同一值。
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