[发明专利]一种简便判断测风数据受测风塔体遮挡影响的方法和装置

说明书

本发明提供一种简便判断测风数据受测风塔体遮挡影响的方法和装置，在测风塔迎主导风向上设置第一伸臂，在背主导风向上设置第二伸臂；在第一伸臂上安装第一测风仪器，在第二伸臂上安装第二测风仪器。获取两台测风仪器在一定时间段内测得的包含所有风向的测风数据；根据测风数据计算两个测风仪器测得的风速比值和风向，得到风速比值随风向的变化曲线；以及，分别计算两个测风仪器测得的三维湍流强度比值和风向，得到三维湍流强度分量比值随风向的变化曲线；分析风速比值曲线和三维湍流强度比值曲线，获得比值中不为1的风向范围，确定为相应测风仪器的无效测风范围。该方法能够剔除测风仪器在无效测风范围内测得的数据，使得测风数据更准确。

技术领域

本发明属于测风技术领域，尤其涉及一种简便判断测风数据受测风塔体遮挡影响的方法和装置。

背景技术

核电、化工、风电场等重要设施，或高大建筑等的抗风安全设计及生产运行等，均需要测量当地的风况。测量风况需要设置专门的测风塔，并在测风塔上安装测风仪器，进行一段时期或长期的野外风况观测。测风塔是用于对近地面气流运动情况进行观测的塔形构筑物。

为了真实地测量自然风况的大小、方向和变动特征，避免测风塔塔体对气流的遮挡或扰流影响，测风仪器需要安装在测风塔附设的伸臂上。理论上，伸臂越长，测风塔塔体对测风仪器的影响越小，但伸臂过长，可能不能保证伸臂的水平和稳定性，因风的影响而产生伸臂颤动导致测风数据失真。此外，伸臂过程也会增加安装难度、测风仪器维修困难，观测过程的可操作性差，从而影响测风数据的完整有效性。因此，如何基于测风塔测得真实有效的测风数据成为测风领域的难题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种简便判断测风数据受测风塔体遮挡影响的方法和装置，以确定受测风塔影响的无效测风范围，从而获得更准确的测风数据。

第一方面，本申请提供一种简便判断测风数据受测风塔体遮挡影响的方法，在所述测风塔上设置第一伸臂，在所述测风塔的与所述第一伸臂方向间夹角为180°的方向上设置第二伸臂，所述第一伸臂上安装第一测风仪器，所述第二伸臂上安装第二测风仪器；所述方法包括：

根据所述第一测风仪器在设定时间段内采集的数据，获得第一测风数据，以及，根据所述第二测风仪器在所述设定时间段内采集的数据，获得第二测风数据；所述第一测风数据和所述第二测风数据均包括各个风向的风速和三维湍流强度；

计算同一时刻对应的所述第一测风数据的风速与所述第二测风数据中的风速比值，并计算所述风速比值对应的风向，得到风速比值随风向的变化曲线；

获取所述第一测风数据中三维湍流强度在主风向u、侧风向v、w竖风向w三个方向的分量I_u1、I_v1和I_w1，以及，所述第二测风数据中三维湍流强度在u、v、w三个方向的分量I_u2、I_v2和I_w2；

分别计算同一时刻对应的I_u1与I_u2的比值、I_v1与I_v2之间的比值，和I_w1与I_w2之间的比值，并计算各个所述湍流强度分量比值对应的风向，分别得到u、v、w三个方向上的湍流强度分量比值随风向的变化曲线；

获得风速比值和u、v、w三个方向上的湍流强度分量比值中任意一个不为1的风向范围，并确定为相应测风仪器的无效测风范围。

可选地，所述风速比值和u、v、w三个方向上的湍流强度分量比值均为所述第一测风仪器测得的数据与所述第二测风仪器测得的对应数据之间的比值；

所述获得风速比值和u、v、w三个方向上的湍流强度分量比值中任意一个不为1的风向范围，并确定为相应测风仪器的无效测风范围，包括：