在做風(fēng)資源分析中，因沒有測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)常常會(huì)遇到這種情況，知道該地的平均風(fēng)速，卻不知道平均風(fēng)功率密度。平均風(fēng)功率密度并不是由平均風(fēng)速直接計(jì)算而來，由此會(huì)給資源分析師們帶來一些不便。為此小編通過威布爾參數(shù)的方法結(jié)合現(xiàn)有的計(jì)算成果和自己的分析計(jì)算來確定一個(gè)簡(jiǎn)便的風(fēng)功率估算方法。

      風(fēng)功率分布參數(shù)的確定

　　根據(jù)風(fēng)功率密度的定義，風(fēng)功率密度P為空氣密度ρ和風(fēng)速v兩個(gè)變量的函數(shù)。對(duì)某一地區(qū)而言，空氣密度變化不大，可忽略不計(jì)，因此風(fēng)功率密度主要由v3的變化決定。由此可以認(rèn)為，風(fēng)能的概率分布取決于風(fēng)速的概率分布特征。經(jīng)推算：

　　K、c為風(fēng)速分布的威布爾參數(shù)

　　可見風(fēng)能的分布仍是威布爾分布，形狀參數(shù)變?yōu)?/k，尺度參數(shù)變?yōu)閏3。

　　尺度參數(shù)c的優(yōu)化

　　根據(jù)平均風(fēng)速和最大風(fēng)速估計(jì)威布爾參數(shù)的方法可以得出

　　所以尺度參數(shù)c可以省略不考慮。

　　形狀參數(shù)k的優(yōu)化

　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，風(fēng)速分布的形狀參數(shù)k值變化范圍在1.0~3.0之間，3/k的范圍在1.0~3.0之間。伽馬函數(shù)表中，x變量的取值范圍為1.000~1.999。

　　根據(jù)伽馬函數(shù)關(guān)系式

　　通過觀察伽馬函數(shù)表發(fā)現(xiàn)，函數(shù)值的變化幅度不大，因此當(dāng)x-1取值為1.0~1.999時(shí)，函數(shù)可取近似值0.9。

　　最終優(yōu)化結(jié)果

　　綜合以上結(jié)論，最終的風(fēng)功率函數(shù)可以估算為以下公式：

　　n取值為0、1或2，取決于伽馬函數(shù)（x-1）的迭代次數(shù)。

　　通過上公式發(fā)現(xiàn)平均風(fēng)功率之和平均風(fēng)速、形狀參數(shù)有關(guān)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得知形狀參數(shù)在小片內(nèi)變化不明顯，且在本式中影響較小，所以可有該地區(qū)的平均值2.34代替：

　　下表為在某中尺度平臺(tái)上選取的五個(gè)點(diǎn)

　　圖中五個(gè)點(diǎn)距離范圍為5km~15km，風(fēng)功率一欄為觀測(cè)到數(shù)值，估算風(fēng)功率一欄為取k平均值2.34后計(jì)算結(jié)果。從兩列數(shù)據(jù)結(jié)果來看，因k值影響較小，在一定范圍內(nèi)，此估算方法具有一定的參考價(jià)值。