美迪欧动力风能工程师谢新：复杂地形下的激光雷达测风数据矫正
能见APP讯：10月20日，2016年北京国际风能大会暨展览会在中国国际展览中心召开。美迪欧动力气象技术（北京）有限公司风能工程师谢新在论坛上发言，他表示现在随着在风电场使用风机轮骨高度的上升和叶轮直径的增大，使用遥感的设计相比传统具有可以重复使用的特点，但是在使用的同时要确保测量的结果和传统的方式有同样的准确性，激光雷达的测风原理能矫正这些问题。
以下为发言全文：
今天讲的是复杂场址下的激光雷达测风数据校正，研究产生的背景，现在随着在风电场使用风机轮骨高度的上升和叶轮直径的增大，使用遥感的设计相比传统具有可以重复使用的特点，但是在使用的同时要确保测量的结果和传统的方式有同样的准确性，到了复杂的场址下风流场有非均衡性，和标准上我们会存在着偏差，我们观察到这样的偏差，我们要进行测风数据的后转换，何种情况下才需要进行转换，复杂的程度如何定义呢？这是我们需要解决的问题。
激光雷达的测风原理，复杂场址下如何进行激光雷达的校正，以及实际使用中获得的校正效果怎样。激光雷达直接测量的并不是所谓的风速，是所谓的扫描的径向速度，原理是波谱的效应，由于风的作用发出的信号和接收的信号存在着频率的偏移，我们通过偏移和波长可以算出径向的速度VR，平坦的地形通过测量如何得到实际的风速。
如图，激光雷达的扫描盘，我们所需要的是扫描盘中心的风速定义VC，雷达是径向的速度，如切面图，通过简单的三角变化的投影可以得到上游和下游的持续风速。复杂场址下所出现的问题，复杂场址下在激光雷达的高度扫描盘上上下游的风速和中心点的风速存在着水分偏差和物流角偏差，三角的关系需要改写为，加上入流角和扫描角度减去水平偏差，绝大多数的情况下相对坐标杆来说可以角度忽略不极，复杂的场址下中心点的激光实际风速雷达还是扫描二分之一上下游的风速，应该在分母上进行扫描角度上减去入流角，雷达是不知道这样的情况，仍然保持没有这样的入流角，偏差就这样出现了，偏差产生的原因来自的是上下游的入流角的影响。
入流角的偏差造成的影响，上下游的入流角假设大小是相同的，定义这样的比例系数，真实的激光雷达中心点风速比雷达测量得到的风速，如图，当上下游的入流角相对的偏差达到正负3度，我们测量的偏差会达到10%，这样的入流角的偏差实际情况中，比如复杂场址下是经常的碰到，这样子激光雷达的测风数据的校正是必不可少的。
首先要研究所谓复杂场址到底怎么算复杂，复杂的定义来源于一方面是地形，另一方面是粗糙度等级，地形是平坦坡度小于55度，山地丘陵坡度范围是5到10，以及山地，粗糙度的等级0.01以下，0.01到0.5还有第二级，之下是第三、第四级，如图，复杂、中等复杂、高度复杂，针对两个不同的场址，一个高复杂的场址山地以及场址与森林的混合，进行激光雷达和传统测速的分析，复杂程度越高，由于入流角的偏差越来越大，导致的测量偏差越来越大。
大概的流程是阐述的样子，中间还有一个是如何确保CFD模型所得到的结果是准确的，还要对比参考测风塔的结果，多公式的计算，风加速的因素和入流角，将CID实际求解得到的激光雷达所在的位置和实际雷达风速相比，上下游计算得到的附加的因素，入流角的替换到公式中，最后可以得到前后所需要的比例系数表达式，里面作为的变量都可以求解出来，就可以得到不同来风情况下校正的系数。
我们对八个不同复杂度场址进行了激光雷达校正的验证，具体的流程，首先进行场址的建模，进行CFD计算，得到入流角和风加速因素的图谱，之后计算出激光雷达校正系数是多少，八个场址是从简单到高度复杂，列表是统计处它们校正监候激雷达和测风塔数据线性回归的变化情况，校正前后并没有很大的变化。对于简单和复杂度比较近的场址，校正前后现行回归系数的提高并不明显，CFD技术更加适用于复杂的场址下。
对于某些平坦的地形，森林效应同样会使激光雷达的测量存在偏差，CFD校正系数是适用的，高复杂度场址情况下，CFD校正的效果有一定的瓶颈，并不能确保线性回归系数校正的确保，CFD模拟复杂的提高偏差也是逐渐的增长。
我们实际应用中校正后的结果还是比较理想的，谢谢大家！
问答：
提问：参考塔和激光雷达是在不同的地方对吧？修正后怎么定义你修正后的结果？有没有这一点实际的测量结果。
回答：有实际测风塔也有激光雷达的测风值，我们是对入流角进行校正。
提问：平地丘陵是不同的复杂度，山地是给确定的复杂度还是山地也要划分不同的复杂等级？
回答：是划分不同的等级程度，山地是坡度大于10度的情况，我们有个表格，可以下面再讨论。
