切变指数：用于描述风速剖面线形状的幂定律指数。

准确计算得到预装轮毂高度处的风资源数据，是评估风电场发电量估算的先决条件。在风电场可行性研究中需要根据风力机轮毂高度处风速、风向来计算风电机组的发电量，但实际测风中测风仪器的高度并不是完全都能满足风电机组的安装高度，所以在估算风电机组发电量时需要根据测风塔的实际测风数据，利用风切变指数推算出近地层任意高度的风速。实测风速尽可能使用最接近轮毂高度处的风速，而风切变指数按照现有的做法则是根据测风仪器2个不同高度实测风速的全部数据求得，或者是根据不同高度风速利用拟合曲线求得一个综合结果， 但以上2种方法都可能对计算结果产生较大误差。本文以风电场内3座70 m高测风塔实际测风数据为例来分析风切变指数的变化, 以此得到更实用的风切变指数值，为更可靠地计算轮毂高度处的风资源数据提供参考。

风速随高度变化的原因受多种因素的影响比较复杂，某测站当下层风速大于3m/s时，不同高度间0～23时的切变指数见下图(切变指数采用指数律公式，计算时利用直线回归的方法，且令直线方程中的截距为0。在置信度为95％，线性关系均显著)：

利用底层风速大于3m/s的数据计算各层间的平均切变指数见下表：
项目 70～50米 70～30米 70～10米 50～30米 50～10米 30～10米
切变指数 0.087 0.112 0.116 0.134 0.125 0.125
 
可以看出，切变指数白天大，晚上小，并且高度越高，切变指数越小。且平均风速随高度的增加而增加，但高度越高，变化越小、其主要原因是风受地形地貌越小，风可以在气压梯度的作用下更自由流动，逐渐达到梯度速度。
不同高度间不同风速段的切变指数亦比较复杂，详见下图（当风速为3m/s时，选取3＜风速≤4m/s，由于大于14米的风速较少，故风速为14m/s时，选取大于14m/s风速的数据进行计算）：
 
可以发现，在低风速，低层间切变指数较高层间切变指数大，说明在低风速时，风速受地面粗糙度影响更大。在风速较大（大于9m/s）时，各层间差别较小，且随风速增加而减小。70、50、30与10米间的切变指数随风速增加而减小，30米以上各层间在风速较小（小于9m/s）时，随风速增加而增加，风速较大（大于9 m/s）时），则相反。这主要原因可能是30米高度是过渡层及10与50、70米高度风速昼夜变化规律相反有关。
通过对比分析不同高程地区的测风资料发现，海拔高程越高，其切变指数越小。这主要是由于高程越高空气密度越低，地面粗糙度对风的影响就越小。
在计算风电场发电量时，需从不同高度的风速推算风机轮毂高度处的风速，而风不同时刻、高度间的切变指数差异较大，为减小计算误差，应尽量采用与风速轮毂高度相当的测风数据。

风的运动受各种因素的影响，其规律比较复杂，不同高度的风速特性差异较大。因此在分析风电场风速特性时，只有收集多点、多层测风仪的数据进行全面的分析，才能反映风速的特性。

在近地层中，风速随高度有显著的变化。造成风在近地层中的垂直变化的原因有动力因素和热力因素，前者主要来源于地面的摩擦效应，即地面的粗糙度，后者主要表现为与近地层大气垂直稳定度的关系。当大气层结为中性时，湍流将完全依靠动力原因来发展，这时风速随高度变化服从普朗特经验公式。

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