威布尔分布

风速变化的一般形式

能够描述风速的变化对风能产业是非常重要的。风机设计师需要这一信息以便对风机设计最佳化，从而降低成本。风机投资商需要这一信息以便估计他们发电的收入

如果你测量全年的风速，就会注意到大多数地区非常强的大风是很少的，而中等的、温和的风速却很常见。

典型场址风的变化通常用所谓的威布尔分布来描述，如上图所示。这一特定场址具有7m/s的平均风速，而它的形状由所谓的形状参数2来确定。

风速的统计描述

熟悉统计学的人们会明白，上面的图表示一个概率的分布。曲线下的面积总是精确为1，因为在所有风速下，包括零风速，刮风的概率加起来必定是100%。

蓝色面积的一半就是垂直黑线的左侧，黑线所处的风速是6.6m/s。6.6m/s称为中值分布。这意味着有一半的时间风速低于6.6m/s，另一半的时间风速高于6.6m/s。

那么你会惊讶，为什么我们说平均风速是7m/s。实际上，平均风速是我们在现场观察的风速的平均值。

如你所见，风速的分布是偏的，也就是说并不是对称的。有时你遇到很高的风速，但是它们很少出现。另一方面，5.5m/s的风速是最常见的，这个风速称为分布的形态值。我们将每一微小的风速间隔乘以得到这一风速的概率，然后求其和，我们就得到了平均风速。

风速的这种统计分布在全球随地点而变化，这取决于局部的气候条件，地形和地貌。因此，威布尔分布是变化的，无论它的形状还是它的平均值都是变化的。

如果形状参数是2，如本页图中所示，这种分布称为瑞利分布。风机制造商经常使用瑞利分布对它们的风机给出标准的性能图。

威布尔分布的配平

找到平均风速的另一办法是把右侧的蓝色砖堆配平，它与上面的图精确地一致。每一块砖都代表在那个风速下刮风的概率，即代表一年时间的1%。1 m/s的风速在砖堆的最左边，17 m/s的风速在砖堆的最右边

整个砖堆精确在第7堆找到平衡点，即平均风速是7 m/s

试一次

如果你有 Netscape 3, 4 或 Internet Explorer 4 浏览器，下页将让你试验一下，用不同的威布尔参数值去领会风速概率分布是什么样子。