數(shù)據(jù)插補(bǔ)的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，具體而言，涉及一種數(shù)據(jù)插補(bǔ)的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在風(fēng)電前期建設(shè)中，需要在目標(biāo)建設(shè)區(qū)域設(shè)立測風(fēng)塔對天氣狀況進(jìn)行不少于一年 的觀測，然后根據(jù)觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行目標(biāo)建設(shè)區(qū)域的風(fēng)資源評估，確定該區(qū)域是否具有開發(fā)價 值，如果具有開發(fā)價值，如何進(jìn)行工程設(shè)計，尤其是如何設(shè)計風(fēng)電機(jī)組的布局才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì) 效益最大化。觀測過程（以下簡稱測風(fēng)）對于風(fēng)電場的建設(shè)和經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)具有至關(guān)重 要的作用。但是在持續(xù)不低于一年的測風(fēng)中，往往由于惡劣氣候、冰凍等環(huán)境原因和技術(shù)故 障原因，使測風(fēng)數(shù)據(jù)不完整。如果個別測點(diǎn)在短時間內(nèi)缺失數(shù)據(jù)，可以通過時間和（或）空 間相鄰的其它正常數(shù)據(jù)的與其相關(guān)性對其進(jìn)行估值，進(jìn)而對缺失數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ)。但是如果 整個測風(fēng)塔長期缺失數(shù)據(jù)，則無法采用上述技術(shù)手段進(jìn)行插補(bǔ)，造成永久性數(shù)據(jù)缺失。在這 種情況下，如果缺失數(shù)據(jù)較多，要獲得連續(xù)一年完整的測風(fēng)數(shù)據(jù)，只能重新進(jìn)行為期一年的 測風(fēng)，由此會產(chǎn)生較大的時間成本和經(jīng)濟(jì)成本，甚至造成預(yù)期的風(fēng)電建設(shè)的目標(biāo)不能實(shí)現(xiàn)。 [0003]目前風(fēng)電場前期開發(fā)基本采用測風(fēng)塔測風(fēng)的方式，這種方式包括以下內(nèi)容：
[0004] 測量位置要求與測風(fēng)塔安裝；測量儀器技術(shù)要求與測量儀器安裝；測風(fēng)數(shù)據(jù)要求 與測風(fēng)數(shù)據(jù)處理。國家標(biāo)準(zhǔn)要求，現(xiàn)場測量應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不應(yīng)少于一年；現(xiàn)場采集的測量數(shù) 據(jù)完整率應(yīng)在98 %以上。目前測風(fēng)塔在距地面10米、30米、50米及輪轂高度安裝風(fēng)速測量 設(shè)備，在距地面10米安裝溫度、氣壓、相對濕度測量設(shè)備，在距地面10米和頂層安裝風(fēng)向測 量設(shè)備。如果個別測點(diǎn)在短時間內(nèi)缺失數(shù)據(jù)，可以通過時間和（或）空間相鄰的其它正常 數(shù)據(jù)的與其相關(guān)性對其進(jìn)行估值，進(jìn)而對缺失數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ)。
[0005] 采用目前的測風(fēng)塔測風(fēng)的技術(shù)方案，往往由于惡劣氣候、冰凍等環(huán)境原因和技術(shù) 故障原因，使測風(fēng)數(shù)據(jù)不完整。如果個別測點(diǎn)在短時間缺失數(shù)據(jù)，可以通過時間和（或）空 間相鄰的其它正常數(shù)據(jù)的與其相關(guān)性對其進(jìn)行估值，進(jìn)而對缺失數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ)。但是如果 整個測風(fēng)塔長期缺失數(shù)據(jù)，則無法采用上述技術(shù)手段進(jìn)行插補(bǔ)，造成永久性數(shù)據(jù)缺失。如果 測風(fēng)數(shù)據(jù)的完整性小于98%，則不符合國家標(biāo)準(zhǔn)。
[0006] 針對上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種數(shù)據(jù)插補(bǔ)的方法和裝置，以至少解決由于長時間的缺失 數(shù)據(jù)導(dǎo)致不能利用現(xiàn)有技術(shù)中時間與空間上相鄰有效數(shù)據(jù)的相關(guān)性得到缺失測風(fēng)數(shù)據(jù)的 技術(shù)問題。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個方面，提供了一種數(shù)據(jù)插補(bǔ)的方法，包括：獲取在目標(biāo)時 間段內(nèi)的第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)，其中，所述第一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)的數(shù)量均為多個，所述 第一數(shù)據(jù)為測風(fēng)塔測量的數(shù)據(jù)，所述第二數(shù)據(jù)為氣象分析數(shù)據(jù)；根據(jù)所述第一數(shù)據(jù)和所述 第二數(shù)據(jù)搭建目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)模型；以及根據(jù)所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)模型計算得到目標(biāo)數(shù)據(jù)，其中，所述目 標(biāo)數(shù)據(jù)為在所述目標(biāo)時間段內(nèi)需要插補(bǔ)的數(shù)據(jù)。
[0009] 進(jìn)一步地，在獲取在目標(biāo)時間段內(nèi)的第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)之后，所述方法還包括： 將所述第一數(shù)據(jù)按照第一預(yù)設(shè)條件轉(zhuǎn)換為第一樣本，并將所述第二數(shù)據(jù)按照第二預(yù)設(shè)條件 轉(zhuǎn)換為第二樣本，根據(jù)所述第一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)搭建目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)模型包括：根據(jù)所述第 一樣本和所述第二樣本搭建目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)模型。
[0010] 進(jìn)一步地，多個所述第一數(shù)據(jù)包括在所述目標(biāo)時間段內(nèi)的多個第一目標(biāo)時刻采 集到的數(shù)據(jù)，將所述第一數(shù)據(jù)按照第一預(yù)設(shè)條件轉(zhuǎn)換為第一樣本包括：分別讀取多個所述 第一目標(biāo)時刻中第一目標(biāo)時刻4的第一參數(shù)和第二參數(shù)，其中，所述第一參數(shù)表示為所 述測風(fēng)塔在多個第一目標(biāo)高度的風(fēng)速，所述第二參數(shù)表示為所述測風(fēng)塔在所述多個第一 目標(biāo)高度的風(fēng)向，h依次取1至ml的正整數(shù)，ml為所述第一目標(biāo)時刻的數(shù)量；按照公式 e . 將所述第一參數(shù)和所述第二參數(shù)轉(zhuǎn)化為第一向量Uf和第二向量vf，其中，Sf 為所述第一參數(shù)，％為所述第二參數(shù)，f依次取1至m2的正整數(shù)，m2為所述第一目標(biāo)高度 的數(shù)量；將所述第一目標(biāo)時刻th轉(zhuǎn)化為目標(biāo)格式的時刻；以及將轉(zhuǎn)化為所述目標(biāo)格式后的 所述第一目標(biāo)時刻th及所述第一目標(biāo)時刻t 所述第一參數(shù)和第三參數(shù)構(gòu)成第一序列， 其中，所述第三參數(shù)包括以下至少一種：所述測風(fēng)塔在第二目標(biāo)高度的溫度、氣壓和相對濕 度，所述第一序列的數(shù)量為m2,多個所述第一序列構(gòu)成所述第一樣本。
[0011] 進(jìn)一步地，多個所述第二數(shù)據(jù)包括在所述目標(biāo)時間段內(nèi)的多個第二目標(biāo)時刻采集 到的數(shù)據(jù)，所述第二目標(biāo)時刻的數(shù)量大于所述第一目標(biāo)時刻的數(shù)量，將所述第二數(shù)據(jù)按照 第二預(yù)設(shè)條件轉(zhuǎn)換為第二樣本包括：讀取所述第二數(shù)據(jù)在第二目標(biāo)時刻tk的第四參數(shù)，其 中，k依次取1至m3的正整數(shù)，m3為所述第二目時刻的數(shù)量，所述第四參數(shù)的數(shù)量為多個； 根據(jù)所述第四參數(shù)計算所述第二樣本的第五參數(shù)Ai j，其中，所述第五參數(shù)Ai j至少包括以 下至少一種：風(fēng)速、位溫、氣壓和水汽混合比，i依次取1至a的正整數(shù)，a為水平位置的數(shù) 量，j依次取1至b的正整數(shù)，b為每個所述水平位置上不同高度的數(shù)量，所述第五參數(shù)表 示在第i個水平位置上的第j個高度的參數(shù)；以及將所述第二目標(biāo)時刻4的所述第五參數(shù) Aij和所述第二目標(biāo)時刻tk構(gòu)成第二序列，其中，多個所述第二序列構(gòu)成所述第二樣本。
[0012] 進(jìn)一步地，在將所述第一數(shù)據(jù)按照第一預(yù)設(shè)條件轉(zhuǎn)換為第一樣本，并將所述第二 數(shù)據(jù)按照第二預(yù)設(shè)條件轉(zhuǎn)換為第二樣本之后，所述方法包括：將所述第二樣本拆分成第一 目標(biāo)樣本和第二目標(biāo)樣本，根據(jù)所述第一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)搭建目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)模型包括：根 據(jù)所述第一目標(biāo)樣本和所述第一樣本搭建所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)模型。
[0013] 進(jìn)一步地，將所述第二樣本拆分成第一目標(biāo)樣本和第二目標(biāo)樣本包括：提取第一 時間分量和第二時間分量，其中，所述第一時間分量為所述第一樣本的第一列，所述第二時 間分量為所述第二樣本的第二列；判斷所述第二時間分量中的所述第二目標(biāo)時刻tk是否包 括所述第一時間分量中的所述第一目標(biāo)時刻th，得到判斷結(jié)果，其中，在所述判斷結(jié)果為所 述第二目標(biāo)時刻4包括所述第一目標(biāo)時刻t 情況下，所述第二目標(biāo)時刻t k置為1，在所 述判斷結(jié)果為所述第二目標(biāo)時刻tk不包括所述第一目標(biāo)時刻t 情況下，所述第二目標(biāo)時 刻tk置為0 ;根據(jù)所述判斷結(jié)果更新所述第二時間分量，得到第三時間分量；將所述第二時 間分量與所述第三時間分量進(jìn)行點(diǎn)乘運(yùn)算，得到第四時間分量；以及將所述第四時間分量 添加到第三樣本中，得到第四樣本，其中，所述第四樣本中與所述第一樣本相同的為所述第 一目標(biāo)樣本，所述第四樣本中與所述第一樣本不相同的為所述第二目標(biāo)樣本，所述第三樣 本為所述第二樣本刪除所述第二時間分量之后的樣本。
[0014] 進(jìn)一步地，根據(jù)所述第一目標(biāo)樣本和所述第二樣本搭建目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)模型包括：刪除 所述第一目標(biāo)樣本中的所述第四時間分量和所述第一樣本中的所述第一時間分量，其中， 第五時間分量為所述第一目標(biāo)樣本的第一列；分別將刪除掉所述第五時間分量的所述第一 目標(biāo)樣本和刪除掉所述第一時間分量的所述第一樣本進(jìn)行歸一化計算，得到歸一化處理之 后的所述第一目標(biāo)樣本和所述第一樣本；以及將進(jìn)行歸一化處理之后的所述第一目標(biāo)樣 本和所述第一樣本加載到目標(biāo)程序中，以使所述第一目標(biāo)樣本對所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn) 練，其中，當(dāng)訓(xùn)練完成后，所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)t旲型彳合載完成。
[0015] 進(jìn)一步地，根據(jù)所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)模型計算得到目標(biāo)數(shù)據(jù)包括：將所述第二目標(biāo)樣本 代入到目標(biāo)仿真函數(shù)中，以使所述目標(biāo)仿真函數(shù)在所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)模型中進(jìn)行模擬計算，得 到第一目標(biāo)結(jié)果；將所述第一目標(biāo)結(jié)果進(jìn)行返歸一化計算，得到第二目標(biāo)結(jié)果；將所述第 二目標(biāo)結(jié)果添加第一時間分量，構(gòu)成第三目標(biāo)結(jié)果；以及將所述第一樣本和所述第三目標(biāo) 結(jié)果進(jìn)行合并得到所述目標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面，還提供了一種數(shù)據(jù)插補(bǔ)的裝置，其特征在于，包 括：獲取單元，用于獲取在目標(biāo)時間段內(nèi)的第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)，其中，所述第一數(shù)據(jù)和所 述第二數(shù)據(jù)的數(shù)量均為多個，所述第一數(shù)據(jù)為測風(fēng)塔測量的數(shù)據(jù)，所述第二數(shù)據(jù)為氣象分 析數(shù)據(jù)；搭建單元，用于根據(jù)所述第一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)搭建目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)模型；以及計算 單元，用于根據(jù)所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)模型計算得到目標(biāo)數(shù)據(jù)，其中，所述目標(biāo)數(shù)據(jù)為在所述目標(biāo)時 間段內(nèi)需要插補(bǔ)的數(shù)據(jù)。
[0017] 進(jìn)一步地，所述裝置還包括：轉(zhuǎn)換單元，用于在獲取在目標(biāo)時間段內(nèi)的第一數(shù)據(jù)和 第二數(shù)據(jù)之后，將所述第一數(shù)據(jù)按照第一預(yù)設(shè)條件轉(zhuǎn)換為第一樣本，并將所述第二數(shù)據(jù)按 照第二預(yù)設(shè)條件轉(zhuǎn)換為第二樣本，所述搭建單元包括：第一搭建模塊，用于根據(jù)所述第一樣 本和所述第二樣本搭建目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)模型。
[0018] 進(jìn)一步地，多個所述第一數(shù)據(jù)包括在所述目標(biāo)時間段內(nèi)的多個第一目標(biāo)時刻采 集到的數(shù)據(jù)，所述轉(zhuǎn)換單元包括：第一讀取模塊，用于分別讀取多個所述第一目標(biāo)時刻中 第一目標(biāo)時刻4的第一參數(shù)和第二參數(shù)，其中，所述第一參數(shù)表示為所述測風(fēng)塔在多個 第一目標(biāo)高度的風(fēng)速，所述第二參數(shù)表示為所述測風(fēng)塔在所述多個第一目標(biāo)高度的風(fēng)向， h依次取1至ml的正整數(shù)，ml為所述第一目標(biāo)時刻的數(shù)量；第一轉(zhuǎn)化模塊，用于按照公式 「《,- = Sf COS%- ' , 將所述第一參數(shù)和所述第二參數(shù)轉(zhuǎn)化為第一向量Uf和第二向量vf，其中，SfIvf = Sf sm^. 為所述第一參數(shù)，巧為所述第二參數(shù)，f依次取1至m2的正整數(shù)，m2為所述第一目標(biāo)高度 的數(shù)量；第二轉(zhuǎn)化模塊，用于將所述第一目標(biāo)時刻th轉(zhuǎn)化為目標(biāo)格式的時刻；以及第一構(gòu) 成模塊，用于將轉(zhuǎn)化為所述目標(biāo)格式后的所述第一目標(biāo)時刻th及所述第一目標(biāo)時刻t h的所 述第一參數(shù)和第三參數(shù)構(gòu)成第一序列，其中，所述第三參數(shù)包括以下至少一種：所述測風(fēng)塔 在第二目標(biāo)高度的溫度、氣壓和相對濕度，所述第一序列的數(shù)量為m2,多個所述第一序列構(gòu) 成所述第一樣本。
[0019] 進(jìn)一步地，多個所述第二數(shù)據(jù)包括在所述目標(biāo)時間段內(nèi)的多個第二目標(biāo)時刻采集 到的數(shù)據(jù)，所述第二目標(biāo)時刻的數(shù)量大于所述第一目標(biāo)時刻的數(shù)量，所述轉(zhuǎn)換單元包括：第 二讀取模塊，用于讀取所述第二數(shù)據(jù)在第二目標(biāo)時刻tk的第四參數(shù)，其中，k依次取1至m3 的正整數(shù)，m3為所述第二目時刻的數(shù)量，所述第四參數(shù)的數(shù)量為多個；第一計算模塊，用于 根據(jù)所述第四參數(shù)計算所述第二樣本的第五參數(shù)Ai j，其中，所述第五參數(shù)Ai j至少包括以 下至少一種：風(fēng)速、位溫、氣壓和水汽混合比，i依次取1至a的正整數(shù)，a為水平位置的數(shù) 量，j依次取1至b的正整數(shù)，b為每個所述水平位置上不同高度的數(shù)量，所述第五參數(shù)表示 在第i個水平位置上的第j個高度的參數(shù)；以及第二構(gòu)成模塊，用于將所述第二目標(biāo)時刻tk的所述第五參數(shù)Aij和所述第二目標(biāo)時刻tk構(gòu)成第二序列，其中，多個所述第二序列構(gòu)成 所述第二樣本。
[0020] 進(jìn)一步地，所述裝置包括：拆分單元，用于在所述轉(zhuǎn)換單元將所述第一數(shù)據(jù)按照第 一預(yù)設(shè)條件轉(zhuǎn)換為第一樣本，并將所述第二數(shù)據(jù)按照第二預(yù)設(shè)條件轉(zhuǎn)換為第二樣本之后， 將所述第二樣本拆分成第一目標(biāo)樣本和第二目標(biāo)樣本，所述搭建單元包括：第二搭建模塊， 用于根據(jù)所述第一目標(biāo)樣本和所述第一樣本搭建所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)模型。
[0021] 進(jìn)一步地，所述拆分單元包括：提取模塊，用于提取第一時間分量和第二時間分 量，其中，所述第一時間分量為所述第