本发明涉及风速测量技术领域，具体涉及一种机舱风速仪风速畸变函数的获取方法。
背景技术：
风力发电机组是将风能转化为电能的一种装置，通过风轮从风中获取能量，由传动链传递至发电机进行发电，通常大型风力发电机由发电机控制风轮扭矩、变桨系统控制叶片桨距角来维持风机在各种风况下稳定运行。
对风准确性将直接影响风机发电量，在具有相同偏航执行精度的前提下，风向测量存在偏移时将导致风机持续跟踪至错误的风向，直接导致发电量的降低，准确的风向测量可以有效提高机组发电量。应用于风机偏航风向测量的手段主要有两种：机械式风速仪测量和机舱式激光雷达测量。
由于机舱式激光雷达成本高昂，尚不具备大规模应用的基础，目前，风力发电机组的偏航主要依据安装于机舱顶端的机械式风速仪采集的数据来进行控制，此风速仪在工作期间由于受到风轮、机舱外形、地形等的影响，会对机组尾部的流场进行干扰，导致机舱风速仪位置处的风速大小发生特定的微弱偏离，该特定的微弱偏离与来流风速的大小、来流风向相关。发明人将这种特定的偏离称为“风速畸变”。风速仪的风速、风向与偏离间的函数关系称风速畸变函数。这样的“风速畸变”现象会影响对风力发电机组进行的偏航校准。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明提供的一种机舱风速仪风速畸变函数的获取方法，根据历史数据计算风速畸变函数，从而对风速畸变现象进行修正，还原实际风速，以便对风力发电机组进行偏航校准。
一种机舱风速仪风速畸变函数的获取方法，包括以下步骤：
s1、取观测机组和参考机组，采集观测机组的风速时序数据和风向时序数据，并分别组成第一风速数组vz和第一风向数组dz,采集参考机组的风速时序数据和风向时序数据，并分别组成第二风速数组vj和第二风向数组dj；
s2、通过线性回归的方法处理第一风速数组vz和第二风速数组vj中的数据，得到观测机组的观测风速v观测与参考机组的参考风速v参考之间的第一传递函数f(v参考)，通过所述第一传递函数计算观测机组的估计风速
s3、将第一风速数组vz分割为若干个相邻的风速区间v′观测，将第二风向数组dj分割为若干个相邻的风向区间d′参考，取其中一个风速区间为计算风速区间，取其中一个风向区间为计算风向区间，在计算风速区间和计算风向区间内，通过步骤s2中的第一传递函数得到估计风速与观测风速间的差值(dv)i,j,z，并与第一风向数组dz组成散点关系，通过区间平均的方法得到第二传递函数(dv(dz))i,j,z；
s4、根据步骤s3，遍历第二风向数组dj，得到在计算风速区间内，观测机组的观测风速v观测与参考机组的参考风速v参考之间的一系列的第二传递函数，通过滑动累加的方法，处理上述一系列的第二传递函数，获得参考机组，在计算风速区间下的第一风速畸变函数(dv)i,z(v、d)；
s5、根据步骤s4，遍历第一风速数组vz，获得参考机组的第二风速畸变函数(dv)i(v、d)；
s6、取若干个参考机组，根据步骤s1-s5，获得每一个参考机组的第二风速畸变函数(dv)i(v、d)；遍历所有参考机组，并根据步骤s2求的拟合残差e，通过权重平均值的方法，得到观测机组的风速畸变函数ntf。
进一步地，所述步骤s2的具体方法为：当{(dv)1、(dv)2、¨¨¨¨¨、(dv)h}为步骤s2中所求得的一系列观测风速v观测与估计风速
由上述技术方案可知，本发明的有益效果：本发明提供的一种机舱风速仪风速畸变函数的获取方法，包括以下步骤：s1采集观测机组和参考机组的数据；s2计算估计风速
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明的计算流程图；
图2为本发明一实施例计算的风速畸变函数ntf的曲面图；
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
请参阅图1-2，本实施例提供的一种机舱风速仪风速畸变函数的获取方法，包括以下步骤：
s1、取观测机组和参考机组，在同一环境，同一时间段内分别采集观测机组和参考机组的数据，采集观测机组的风速时序数据和风向时序数据，并分别组成第一风速数组vz和第一风向数组dz,采集参考机组的风速时序数据和风向时序数据，并分别组成第二风速数组vj和第二风向数组dj；并对第一风速数组vz、第一风向数组dz、第二风速数组vj和第二风向数组dj做数据同步，剔除缺失的数据对；
s2、通过线性回归的方法处理第一风速数组vz和第二风速数组vj中的数据，得到观测机组的观测风速v观测与参考机组的参考风速v参考之间的第一传递函数f(v参考)，通过所述第一传递函数计算观测机组的估计风速
在式1和式2中，v观测∈vz，v参考∈vj，根据式1和式2，分别带入不同的v观测和v参考，得到一系列的dv，即{(dv)1、(dv)2、¨¨¨¨¨、(dv)h}，
则
对离散数据，可以通过下述方法计算传递函数，
其中，pi为权重，通过拟合残差ei排序，并从0到1等间距赋予权重值。残差最大为0，最小为1。
s3、将第一风速数组vz分割为若干个相邻的风速区间v′观测，将第二风向数组dj分割为若干个相邻的风向区间d′参考，取其中一个风速区间为计算风速区间，取其中一个风向区间为计算风向区间，在计算风速区间和计算风向区间内，通过步骤s2中的第一传递函数得到估计风速与观测风速间的差值(dv)i,j,z，并与第一风向数组dz组成散点关系，通过区间平均的方法得到第二传递函数(dv(dz))i,j,z；
s4、根据步骤s3，遍历第二风向数组dj，得到在计算风速区间内，观测机组的观测风速v观测与参考机组的参考风速v参考之间的一系列的第二传递函数，通过滑动累加的方法，处理上述一系列的第二传递函数，获得参考机组，在计算风速区间下的第一风速畸变函数(dv)i,z(v、d)；
s5、根据步骤s4，遍历第一风速数组vz，获得参考机组的第二风速畸变函数(dv)i(v、d)；具体计算方式为：
其中，下标v观测表示v观测∈某风速区间，d观测表示d观测∈某风向区间，d参考j表示d参考j∈某风向区间，n|v观测′d参考j(d观测)为该区间下数据的点数。
s6、取若干个参考机组，根据步骤s1-s5，获得每一个参考机组的第二风速畸变函数(dv)i(v、d)；遍历所有参考机组，并根据步骤s2求的拟合残差e，通过权重平均值的方法，得到观测机组的风速畸变函数ntf。
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。