激光雷達(dá)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)可靠性評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范

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中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

GB/TXXXXX—XXXX

`

激光雷達(dá)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)可靠性評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范

Technicalspecificationforreliabilityevaluationofwinddatafromwindlidar

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草案版次選擇

（本草案完成時(shí)間：2022年）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

GB/TXXXXX—XXXX

前言

本標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)（觀測(cè)高度在10m-400m之間），規(guī)定利用測(cè)風(fēng)塔與測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)進(jìn)行對(duì)比

觀測(cè)分析、檢驗(yàn)激光雷達(dá)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)質(zhì)量的方法，以及激光雷達(dá)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)可靠性判斷依據(jù)。

本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)氣象局組織制定。

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：中國(guó)氣象科學(xué)研究院、廣東省氣候中心、北京玖天氣象科技有限公司、深圳市氣

象局、北京敏視達(dá)雷達(dá)有限公司、北京觀詳光電技術(shù)有限公司、中國(guó)三峽新能源（集團(tuán)）股份有限公司

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：宋麗莉，陳雯超，全利紅，王丙蘭，植石群，袁春紅，張永山，肖擎曜，王香

云，高瑞泉，舒仕江，孫劍，王尚昆，王瑞明，張繼立，薛洋洋。

激光雷達(dá)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)可靠性評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了利用測(cè)風(fēng)塔與測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)進(jìn)行對(duì)比觀測(cè)分析、檢驗(yàn)激光雷達(dá)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)質(zhì)量的要求和

方法，以及激光雷達(dá)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)可靠性判斷依據(jù)。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于觀測(cè)高度在10m-400m之間的測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T35221—2017地面氣象觀測(cè)規(guī)范總則

GB/T35227—2017地面氣象觀測(cè)規(guī)范風(fēng)向和風(fēng)速

GB/T18709—2002風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源測(cè)量方法

QX/T449—2018氣候可行性論證規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)

NB/T31079-2016風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)測(cè)量技術(shù)要求

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)windlidar

2

GB/TXXXXX—XXXX

測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)是以激光器為光源向大氣發(fā)射激光脈沖，接收大氣（氣溶膠粒子和大氣分子）的后向

散射信號(hào)，通過分析發(fā)射激光的徑向多普勒頻移來反演風(fēng)速的，直接得到高分辨率、高精度的實(shí)時(shí)三維

風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)的測(cè)風(fēng)設(shè)備。具有自動(dòng)化程度高、安裝簡(jiǎn)單易維護(hù)、移動(dòng)便攜性好、三維風(fēng)場(chǎng)觀測(cè)、高時(shí)空分

辨率等特點(diǎn)。

測(cè)風(fēng)塔windtower

用于對(duì)近地面氣流運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行觀測(cè)、記錄的塔桅結(jié)構(gòu)物，在塔體不同高度處安裝風(fēng)速計(jì)、風(fēng)向標(biāo)

以及溫度、氣壓等監(jiān)測(cè)設(shè)備，可全天候不間斷地觀測(cè)，觀測(cè)結(jié)果被記錄并存儲(chǔ)于安裝在塔體上的數(shù)據(jù)記

錄儀中。

平均風(fēng)速averagewindspeed

給定時(shí)間內(nèi)瞬時(shí)風(fēng)速的平均值，給定時(shí)間從幾秒到數(shù)年不等。

陣風(fēng)gust

通常指“瞬時(shí)極大風(fēng)速”，這里指10分鐘內(nèi)3秒滑動(dòng)平均的最大風(fēng)速。

湍流強(qiáng)度turbulenceintensity

簡(jiǎn)稱湍流度或湍強(qiáng)，是描述風(fēng)速隨時(shí)間和空間變化的程度，反映脈動(dòng)風(fēng)速的相對(duì)強(qiáng)度，通常用脈動(dòng)

速度均方差與平均速度之比來表示，是描述大氣湍流運(yùn)動(dòng)特性的重要特征量。

風(fēng)切變指數(shù)windshearexppnent

用于描述風(fēng)速隨高度變化的冪函數(shù)中的指數(shù)

標(biāo)準(zhǔn)差standarddeviation

描述樣本中資料與其平均值差異的平均狀況的統(tǒng)計(jì)量，樣本值與其平均值的離差平方和的算術(shù)平均

數(shù)的平方根，反映樣本的離散程度。

4對(duì)比試驗(yàn)設(shè)置要求

測(cè)風(fēng)塔設(shè)置要求

4.1.1參照GB/T35221—2017的地面氣象觀測(cè)場(chǎng)環(huán)境要求,用作對(duì)比試驗(yàn)的測(cè)風(fēng)塔四周應(yīng)空曠平坦，

避免設(shè)置在陡坡、洼地或鄰近有叢林、煙囪、高大建筑物的地方。

4.1.2測(cè)風(fēng)塔高度不低于100m，觀測(cè)高度設(shè)置至少為5層，最低層為測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)觀測(cè)最低高度，最

高層為觀測(cè)塔最高觀測(cè)高度，中間至少設(shè)置3層。

4.1.3測(cè)風(fēng)塔各觀測(cè)高度建議安裝兩套杯式測(cè)風(fēng)儀在兩側(cè)伸臂。

4.1.4測(cè)風(fēng)塔上的杯式測(cè)風(fēng)儀傳感器需要安裝在與當(dāng)?shù)囟⑾募镜闹鲗?dǎo)風(fēng)向垂直的儀器伸臂上，伸臂

長(zhǎng)度要符合QX/T449—2018規(guī)范要求。

4.1.5所有杯式測(cè)風(fēng)儀傳感器需經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)洞檢測(cè)合格，并給出檢測(cè)曲線（或檢測(cè)數(shù)據(jù)）。

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測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)設(shè)置要求

4.2.1測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)與測(cè)風(fēng)塔的位置距離應(yīng)在3-12米，測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)相對(duì)于測(cè)風(fēng)塔的方位應(yīng)盡量與當(dāng)

地冬、夏季的主導(dǎo)風(fēng)向垂直。

4.2.2測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)在安裝時(shí)應(yīng)進(jìn)行垂直對(duì)準(zhǔn)和向北對(duì)準(zhǔn)，并應(yīng)在對(duì)比試驗(yàn)期間定期檢查調(diào)整。

4.2.3測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)的激光束方向要根據(jù)測(cè)風(fēng)塔的位置進(jìn)行調(diào)整，以避免測(cè)風(fēng)塔塔體、測(cè)風(fēng)塔拉線、

測(cè)風(fēng)儀和儀器伸臂的影響。

4.2.4測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)的測(cè)量高度應(yīng)根據(jù)測(cè)風(fēng)塔的觀測(cè)高度進(jìn)行設(shè)置，應(yīng)注意若測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)是放置在

相對(duì)測(cè)風(fēng)塔塔基水平位置具有一定高度的平臺(tái)上，測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)測(cè)量高度的設(shè)定應(yīng)為測(cè)風(fēng)塔的測(cè)量高度

減去平臺(tái)的高度以保證測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)與測(cè)風(fēng)塔測(cè)量的是同一高度的風(fēng)。

對(duì)比觀測(cè)時(shí)長(zhǎng)

對(duì)比觀測(cè)時(shí)長(zhǎng)以能獲取包括強(qiáng)風(fēng)、降雨等在內(nèi)的具有典型代表性的觀測(cè)數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)，但最短觀測(cè)期

不少于90天。

對(duì)比觀測(cè)要素和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

4.4.1測(cè)風(fēng)塔各觀測(cè)高度層風(fēng)速、風(fēng)向。

4.4.2測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)儀器與測(cè)風(fēng)塔同高度層的風(fēng)速、風(fēng)向觀測(cè)資料。

4.4.3附近氣象站或測(cè)風(fēng)塔附帶的同期降水、氣壓、氣溫、相對(duì)濕度資料。

數(shù)據(jù)采集

4.5.1測(cè)風(fēng)塔儀器和測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)的風(fēng)況數(shù)據(jù)采樣頻率均為1秒，輸出每個(gè)10分鐘平均風(fēng)速和風(fēng)向、

1秒相對(duì)10分鐘風(fēng)速的標(biāo)準(zhǔn)差、3秒極大風(fēng)速。

4.5.2測(cè)風(fēng)塔的杯式測(cè)風(fēng)儀和測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)數(shù)據(jù)采集時(shí)鐘需達(dá)到同步要求。

5測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)與測(cè)風(fēng)塔觀測(cè)結(jié)果對(duì)比分析方法

分析樣本的篩選

5.1.1若測(cè)風(fēng)塔各觀測(cè)高度的兩側(cè)伸臂均設(shè)有測(cè)風(fēng)儀，應(yīng)結(jié)合風(fēng)向，選取不受塔體影響一側(cè)的測(cè)風(fēng)儀

的觀測(cè)數(shù)據(jù)作為該時(shí)刻的測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)。若測(cè)風(fēng)塔各高度只安裝一套測(cè)風(fēng)儀，考慮到測(cè)風(fēng)塔塔體對(duì)測(cè)風(fēng)儀

的影響，將測(cè)風(fēng)塔塔體中心相對(duì)杯式測(cè)風(fēng)儀的方位角左右兩側(cè)30°范圍內(nèi)的來風(fēng)樣本剔除。

5.1.2考慮到測(cè)風(fēng)塔塔體對(duì)激光雷達(dá)測(cè)風(fēng)的影響，將測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)測(cè)得的測(cè)風(fēng)塔塔體中心相對(duì)測(cè)風(fēng)激

光雷達(dá)的方位角左右兩側(cè)30°范圍內(nèi)的來風(fēng)樣本剔除。

5.1.3對(duì)比試驗(yàn)期間若杯式測(cè)風(fēng)儀有結(jié)冰現(xiàn)象，應(yīng)根據(jù)測(cè)風(fēng)塔上氣溫觀測(cè)資料剔除氣溫低于0℃時(shí)的

測(cè)風(fēng)樣本。

5.1.4選取測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)10min樣本的數(shù)據(jù)有效率≥80%的數(shù)據(jù)作為有效分析樣本。

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分析樣本分類

根據(jù)遙感式測(cè)風(fēng)儀的觀測(cè)原理和性能以及風(fēng)能資源評(píng)估、工程應(yīng)用等要求，除了將所有樣本篩選后

的全部數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比以外，也需要將對(duì)比觀測(cè)期的觀測(cè)資料，至少按照有降雨和無降雨、大風(fēng)和小風(fēng)進(jìn)

行分類對(duì)比分析。小風(fēng)樣本應(yīng)包括0-4m/s，大風(fēng)樣本包括6m/s及以上的所有大風(fēng)數(shù)據(jù)。

分析樣本數(shù)量要求

統(tǒng)計(jì)分析測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)和測(cè)風(fēng)塔各層數(shù)據(jù)有效率，大風(fēng)和小風(fēng)樣本數(shù)、有降雨和無降雨樣本數(shù)。在

分析樣本篩選后用于對(duì)比試驗(yàn)的平均風(fēng)速在1-16m/s的10min樣本量應(yīng)≥1000，其中平均風(fēng)速在1-4m/s、

4-8m/s和8-12m/s的10min樣本量均應(yīng)≥200。有降雨的10min樣本量應(yīng)≥100。

對(duì)比樣本的差異分析

5.4.1分析測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)和測(cè)風(fēng)塔觀測(cè)值的差異及兩種儀器統(tǒng)計(jì)值的差異，包括平均風(fēng)速、平均風(fēng)向、

陣風(fēng)風(fēng)速、標(biāo)準(zhǔn)差、湍流強(qiáng)度、湍流強(qiáng)度切變指數(shù)、風(fēng)切變指數(shù)等。

5.4.2采用線性回歸定量描述測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)和測(cè)風(fēng)塔觀測(cè)值之差異，給出擬合的偏移量和斜率，并用

標(biāo)準(zhǔn)差、擬合度、絕對(duì)偏差、相對(duì)偏差等描述兩種觀測(cè)數(shù)據(jù)的差異。

5.4.3給出質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)論。結(jié)論中包含測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)與測(cè)風(fēng)塔各高度平均風(fēng)速、平均風(fēng)向、陣風(fēng)風(fēng)速、

標(biāo)準(zhǔn)差、湍流強(qiáng)度、湍流強(qiáng)度切變指數(shù)、風(fēng)切變指數(shù)的相關(guān)性描述。

6測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)數(shù)據(jù)可靠性判斷依據(jù)

數(shù)據(jù)有效率

測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)140m以下各層數(shù)據(jù)有效率應(yīng)達(dá)到97%以上；140m以上各層數(shù)據(jù)有效率隨高度增加略

有減小，但最高高度數(shù)據(jù)有效率應(yīng)不低于90%。

平均風(fēng)速

測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)140m以下各高度層與測(cè)風(fēng)塔相同高度總體樣本的平均風(fēng)速線性回歸的擬合度應(yīng)不低

于0.98；大風(fēng)、小風(fēng)、有降雨、無降雨樣本線性回歸的擬合度均應(yīng)不低于0.97；平均風(fēng)速的相對(duì)偏差

隨風(fēng)速、雨強(qiáng)的增大而趨于0。

平均風(fēng)向

測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)140m以下各高度層與測(cè)風(fēng)塔相同高度總體樣本的風(fēng)向線性回歸的擬合度應(yīng)不低于

0.98；大風(fēng)、無降雨樣本線性回歸的擬合度應(yīng)不低于0.98，小風(fēng)、有降雨樣本線性回歸的擬合度應(yīng)不

低于0.97；平均風(fēng)向的相對(duì)偏差隨風(fēng)速、雨強(qiáng)的增大而趨于0；各類樣本風(fēng)向頻率的絕對(duì)偏差不超過5°。

陣風(fēng)風(fēng)速

測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)140m以下各高度層陣風(fēng)風(fēng)速與測(cè)風(fēng)塔相同高度總體樣本的陣風(fēng)風(fēng)速線性回歸的擬合

度應(yīng)不低于0.96；大風(fēng)、小風(fēng)、有降雨、無降雨樣本線性回歸的擬合度均應(yīng)不低于0.90；陣風(fēng)風(fēng)速的

相對(duì)偏差隨風(fēng)速、雨強(qiáng)的增大而趨于0。

風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)差

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測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)140m以下各高度層風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)差與測(cè)風(fēng)塔相同高度總體樣本的風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)差線性回歸的

擬合度應(yīng)不低于0.85；大風(fēng)、無降雨樣本線性回歸的擬合度應(yīng)不低于0.85，小風(fēng)、有降雨樣本線性回

歸的擬合度均應(yīng)不低于0.8；風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)差的相對(duì)偏差隨風(fēng)速、雨強(qiáng)增大而趨于0。

湍流強(qiáng)度

測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)140m以下各高度層湍流強(qiáng)度與測(cè)風(fēng)塔相同高度總體樣本的湍流強(qiáng)度線性回歸的擬合

度應(yīng)不低于0.7；大風(fēng)、無降雨樣本線性回歸的擬合度應(yīng)略高，不低于0.75，小風(fēng)、有降雨樣本線性回

歸的擬合度均應(yīng)不低于0.6；湍流強(qiáng)度相對(duì)偏差隨風(fēng)速、雨強(qiáng)增大而趨于0。

風(fēng)切變指數(shù)與湍流強(qiáng)度切變指數(shù)

測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)測(cè)得的平均風(fēng)廓線與測(cè)風(fēng)塔測(cè)得的平均風(fēng)廓線形態(tài)應(yīng)趨于一致，各類樣本的風(fēng)切變指

數(shù)絕對(duì)偏差應(yīng)低于0.03；兩種儀器測(cè)量的湍流強(qiáng)度垂直廓線形態(tài)應(yīng)趨于一致，各類樣本的湍流強(qiáng)度切

變指數(shù)絕對(duì)偏差應(yīng)低于0.1。

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附錄A統(tǒng)計(jì)參數(shù)計(jì)算方法

A.1標(biāo)準(zhǔn)差

標(biāo)準(zhǔn)差是用以衡量數(shù)據(jù)值偏離算術(shù)平均值的程度的物理量。標(biāo)準(zhǔn)差越小，則各離散點(diǎn)偏離平均值就

越少，反之亦然。對(duì)于序列[x1,x2,x3,,xn]，其標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算公式為：

=()1·································································(1)

2

1????2

????=1????

式中：為序列的標(biāo)準(zhǔn)差，為序列的平均值。σ?????∑???????????

A.2擬合度σ?????

擬合度是表征擬合好壞的參數(shù)，其表達(dá)式為：

()

=····································································(2)

()2

∑????????????????????????????????????????????????????????

22

????∑????????????????????????????????????????????????

式中：為擬合度參數(shù)，為杯式測(cè)風(fēng)儀的實(shí)測(cè)值，測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)的實(shí)測(cè)值。

A.3絕對(duì)偏差????????????????????????????????????????????????????????????????????????

絕對(duì)偏差是隨機(jī)變量與標(biāo)準(zhǔn)值之差。根據(jù)風(fēng)向的測(cè)量方式，以式(A.4)來計(jì)算風(fēng)向的絕對(duì)偏差，順

時(shí)針方向?yàn)檎?，逆時(shí)針方向?yàn)樨?fù)偏差：

=360+<180

·····················(3)

=360>180

???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

?

式中：表示風(fēng)向的絕對(duì)偏差，??????????????????????????????????????????????????????????????為測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)的風(fēng)向?qū)崪y(cè)值、?????????????????????????????????????????????????????????為杯式測(cè)風(fēng)儀的

風(fēng)向?qū)崪y(cè)值。????????????????????????????????????????????????????????????

A.4相對(duì)偏差

相對(duì)偏差可以表征兩組變量之間的離散程度，在此用于表征兩類儀器的測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)（或由測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)計(jì)

算的風(fēng)參數(shù)）之偏差的離散度，離散程度小，說明兩類儀器觀測(cè)數(shù)據(jù)的偏差比較穩(wěn)定。表達(dá)式見

(A.5)-(A.8)式：

平均風(fēng)速的相對(duì)偏差：=×100%·······························································(4)

?????????????????????????????????????????

????????????????????????????

最大陣風(fēng)風(fēng)速的相對(duì)偏差：=__×100%·······················································(5)

????max?????????????????????_????max????????????

????????????????????max????????????

風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)差的相對(duì)偏差：=×100%·······························································(6)

?????????????????????????????????????????

????????????????????????????????

湍流強(qiáng)度的相對(duì)偏差：=×100%·································································(7)

?????????????????????????????????????????

????????????????????????????

1

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式中：為10min平均風(fēng)速，為3s陣風(fēng)風(fēng)速最大值,為標(biāo)準(zhǔn)差，為湍流強(qiáng)度。

A.5湍流強(qiáng)度????????max????????

湍流強(qiáng)度是描述風(fēng)的陣性的特征參數(shù)，其大小與地理位置、地形、地表粗糙度和影響該地區(qū)的天氣

系統(tǒng)類型等因素有關(guān)。其計(jì)算公式為：

I=·················································································(8)

????

?????

式中：I為湍流強(qiáng)度，為平均風(fēng)速，在此指10min平均風(fēng)速，指3s陣風(fēng)相對(duì)10min平均風(fēng)速

的標(biāo)準(zhǔn)差。?????σ

A.6風(fēng)廓線風(fēng)切變指數(shù)

風(fēng)廓線用以描述風(fēng)隨高度的變化情況，在此指風(fēng)速隨高度的變化形態(tài)。工程應(yīng)用中常以冪指數(shù)或?qū)?/p>

數(shù)率來量化擬合描述風(fēng)廓線，目前，國(guó)內(nèi)外大部分相關(guān)規(guī)范推薦冪指數(shù)形式，表達(dá)式如下：

u=···········································································(9)

????????

11

式中：u為高度處的風(fēng)速，為高度處的風(fēng)速，??????????為該高度層內(nèi)的風(fēng)速廓線指數(shù)。該公式通常只

在均勻下墊面的中性大氣層結(jié)條件下適用性較好。????????1????1????

2

GB/TXXXXX—XXXX

目次

前言..................................................................................2

1范圍................................................................................2

2規(guī)范性引用文件......................................................................2

3術(shù)語和定義..........................................................................2

4對(duì)比試驗(yàn)設(shè)置要求....................................................................3

5測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)與測(cè)風(fēng)塔觀測(cè)結(jié)果對(duì)比分析方法............................................4

6測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)數(shù)據(jù)可靠性判斷依據(jù)......................................................5

附錄A統(tǒng)計(jì)參數(shù)計(jì)算方法................................................................1

1

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前言

本標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)（觀測(cè)高度在10m-400m之間），規(guī)定利用測(cè)風(fēng)塔與測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)進(jìn)行對(duì)比

觀測(cè)分析、檢驗(yàn)激光雷達(dá)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)質(zhì)量的方法，以及激光雷達(dá)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)可靠性判斷依據(jù)。

本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)氣象局組織制定。

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：中國(guó)氣象科學(xué)研究院、廣東省氣候中心、北京玖天氣象科技有限公司、深圳市氣

象局、北京敏視達(dá)雷達(dá)有限公司、北京觀詳光電技術(shù)有限公司、中國(guó)三峽新能源（集團(tuán)）股份有限公司

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：宋麗莉，陳雯超，全利紅，王丙蘭，植石群，袁春紅，張永山，肖擎曜，王香

云，高瑞泉，舒仕江，孫劍，王尚昆，王瑞明，張繼立，薛洋洋。

激光雷達(dá)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)可靠性評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了利用測(cè)風(fēng)塔與測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)進(jìn)行對(duì)比觀測(cè)分析、檢驗(yàn)激光雷達(dá)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)質(zhì)量的要求和

方法，以及激光雷達(dá)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)可靠性判斷依據(jù)。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于觀測(cè)高度在10m-400m之間的測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T35221—2017地面氣象觀測(cè)規(guī)范總則

GB/T35227—2017地面氣象觀測(cè)規(guī)范風(fēng)向和風(fēng)速

GB/T18709—2002風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源測(cè)量方法

QX/T449—2018氣候可行性論證規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)

NB/T31079-2016風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)測(cè)量技術(shù)要求

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)windlidar

2

GB/TXXXXX—XXXX

測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)是以激光器為光源向大氣發(fā)射激光脈沖，接收大氣（氣溶膠粒子和大氣分子）的后向

散射信號(hào)，通過分析發(fā)射激光的徑向多普勒頻移來反演風(fēng)速的，直接得到高分辨率、高精度的實(shí)時(shí)三維

風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)的測(cè)風(fēng)設(shè)備。具有自動(dòng)化程度高、安裝簡(jiǎn)單易維護(hù)、移動(dòng)便攜性好、三維風(fēng)場(chǎng)觀測(cè)、高時(shí)空分

辨率等特點(diǎn)。

測(cè)風(fēng)塔windtower

用于對(duì)近地面氣流運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行觀測(cè)、記錄的塔桅結(jié)構(gòu)物，在塔體不同高度處安裝風(fēng)速計(jì)、風(fēng)向標(biāo)

以及溫度、氣壓等監(jiān)測(cè)設(shè)備，可全天候不間斷地觀測(cè)，觀測(cè)結(jié)果被記錄并存儲(chǔ)于安裝在塔體上的數(shù)據(jù)記

錄儀中。

平均風(fēng)速averagewindspeed

給定時(shí)間內(nèi)瞬時(shí)風(fēng)速的平均值，給定時(shí)間從幾秒到數(shù)年不等。

陣風(fēng)gust

通常指“瞬時(shí)極大風(fēng)速”，這里指10分鐘內(nèi)3秒滑動(dòng)平均的最大風(fēng)速。

湍流強(qiáng)度turbulenceintensity

簡(jiǎn)稱湍流度或湍強(qiáng)，是描述風(fēng)速隨時(shí)間和空間變化的程度，反映脈動(dòng)風(fēng)速的相對(duì)強(qiáng)度，通常用脈動(dòng)

速度均方差與平均速度之比來表示，是描述大氣湍流運(yùn)動(dòng)特性的重要特征量。

風(fēng)切變指數(shù)windshearexppnent

用于描述風(fēng)速隨高度變化的冪函數(shù)中的指數(shù)

標(biāo)準(zhǔn)差standarddeviation

描述樣本中資料與其平均值差異的平均狀況的統(tǒng)計(jì)量，樣本值與其平均值的離差平方和的算術(shù)平均

數(shù)的平方根，反映樣本的離散程度。

4對(duì)比試驗(yàn)設(shè)置要求

測(cè)風(fēng)塔設(shè)置要求

4.1.1參照GB/T35221—2017的地面氣象觀測(cè)場(chǎng)環(huán)境要求,用作對(duì)比試驗(yàn)的測(cè)風(fēng)塔四周應(yīng)空曠平坦，

避免設(shè)置在陡坡、洼地或鄰近有叢林、煙囪、高大建筑物的地方。

4.1.2測(cè)風(fēng)塔高度不低于100m，觀測(cè)高度設(shè)置至少為5層，最低層為測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)觀測(cè)最低高度，最

高層為觀測(cè)塔最高觀測(cè)高度，中間至少設(shè)置3層。

4.1.3測(cè)風(fēng)塔各觀測(cè)高度建議安裝兩套杯式測(cè)風(fēng)儀在兩側(cè)伸臂。

4.1.4測(cè)風(fēng)塔上的杯式測(cè)風(fēng)儀傳感器需要安裝在與當(dāng)?shù)囟⑾募镜闹鲗?dǎo)風(fēng)向垂直的儀器伸臂上，伸臂

長(zhǎng)度要符合QX/T449—2018規(guī)范要求。

4.1.5所有杯式測(cè)風(fēng)儀傳感器需經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)洞檢測(cè)合格，并給出檢測(cè)曲線（或檢測(cè)數(shù)據(jù)）。

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GB/TXXXXX—XXXX

測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)設(shè)置要求

4.2.1測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)與測(cè)風(fēng)塔的位置距離應(yīng)在3-12米，測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)相對(duì)于測(cè)風(fēng)塔的方位應(yīng)盡量與當(dāng)

地冬、夏季的主導(dǎo)風(fēng)向垂直。

4.2.2測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)在安裝時(shí)應(yīng)進(jìn)行垂直對(duì)準(zhǔn)和向北對(duì)準(zhǔn)，并應(yīng)在對(duì)比試驗(yàn)期間定期檢查調(diào)整。

4.2.3測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)的激光束方向要根據(jù)測(cè)風(fēng)塔的位置進(jìn)行調(diào)整，以避免測(cè)風(fēng)塔塔體、測(cè)風(fēng)塔拉線、

測(cè)風(fēng)儀和儀器伸臂的影響。

4.2.4測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)的測(cè)量高度應(yīng)根據(jù)測(cè)風(fēng)塔的觀測(cè)高度進(jìn)行設(shè)置，應(yīng)注意若測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)是放置在

相對(duì)測(cè)風(fēng)塔塔基水平位置具有一定高度的平臺(tái)上，測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)測(cè)量高度的設(shè)定應(yīng)為測(cè)風(fēng)塔的測(cè)量高度

減去平臺(tái)的高度以保證測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)與測(cè)風(fēng)塔測(cè)量的是同一高度的風(fēng)。

對(duì)比觀測(cè)時(shí)長(zhǎng)

對(duì)比觀測(cè)時(shí)長(zhǎng)以能獲取包括強(qiáng)風(fēng)、降雨等在內(nèi)的具有典型代表性的觀測(cè)數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)，但最短觀測(cè)期

不少于90天。

對(duì)比觀測(cè)要素和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

4.4.1測(cè)風(fēng)塔各觀測(cè)高度層風(fēng)速、風(fēng)向。

4.4.2測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)儀器與測(cè)風(fēng)塔同高度層的風(fēng)速、風(fēng)向觀測(cè)資料。

4.4.3附近氣象站或測(cè)風(fēng)塔附帶的同期降水、氣壓、氣溫、相對(duì)濕度資料。

數(shù)據(jù)采集

4.5.1測(cè)風(fēng)塔儀器和測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)的風(fēng)況數(shù)據(jù)采樣頻率均為1秒，輸出每個(gè)10分鐘平均風(fēng)速和風(fēng)向、

1秒相對(duì)10分鐘風(fēng)速的標(biāo)準(zhǔn)差、3秒極大風(fēng)速。

4.5.2測(cè)風(fēng)塔的杯式測(cè)風(fēng)儀和測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)數(shù)據(jù)采集時(shí)鐘需達(dá)到同步要求。

5測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)與測(cè)風(fēng)塔觀測(cè)結(jié)果對(duì)比分析方法

分析樣本的篩選

5.1.1若測(cè)風(fēng)塔各觀測(cè)高度的兩側(cè)伸臂均設(shè)有測(cè)風(fēng)儀，應(yīng)結(jié)合風(fēng)向，選取不受塔體影響一側(cè)的測(cè)風(fēng)儀

的觀測(cè)數(shù)據(jù)作為該時(shí)刻的測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)。若測(cè)風(fēng)塔各高度只安裝一套測(cè)風(fēng)儀，考慮到測(cè)風(fēng)塔塔體對(duì)測(cè)風(fēng)儀

的影響，將測(cè)風(fēng)塔塔體中心相對(duì)杯式測(cè)風(fēng)儀的方位角左右兩側(cè)30°范圍內(nèi)的來風(fēng)樣本剔除。

5.1.2考慮到測(cè)風(fēng)塔塔體對(duì)激光雷達(dá)測(cè)風(fēng)的影響，將測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)測(cè)得的測(cè)風(fēng)塔塔體中心相對(duì)測(cè)風(fēng)激

光雷達(dá)的方位角左右兩側(cè)30°范圍內(nèi)的來風(fēng)樣本剔除。

5.1.3對(duì)比試驗(yàn)期間若杯式測(cè)風(fēng)儀有結(jié)冰現(xiàn)象，應(yīng)根據(jù)測(cè)風(fēng)塔上氣溫觀測(cè)資料剔除氣溫低于