本发明涉及标准化风能资源干旱指数，尤其涉及一种基于再分析数据的标准化风能资源干旱指数的估算方法。
背景技术：
1、干旱是一种多发且极具破坏性的极端气候事件，对生态环境、农业生产、经济活动和社会生活等方面产生严重影响。现有的用于监测干旱强度的干旱指数包括标准化降水指数(spi)、标准化降水蒸散发指数(spei)和帕尔默干旱指数(pdsi)。这些干旱指数的算法如下：
2、(1)标准化降水指数(spi)
3、
4、其中，p为第n月累计降水量，为第n月同期多年平均月降水量，σp为第n月的多年月降水量的标准差。标准化降水指数(spi)仅反映大气降水供应不足引起的干旱情况。由于降水数据通常服从伽玛分布(gamma)，在实际应用中，首先将降水数据拟合到伽玛分布，然后进行标准化处理以计算出spi值。
5、(2)标准化降水蒸散发指数(spei)
6、
7、或
8、
9、其中，d＝p-pet，为降水量p与潜在蒸散发量pet的差值，为多年的差值平均值；由于原始数据序列d可能存在负值，所以spei指数采用三个参数的log-logistic概率分布：
10、
11、其中，a，β，γ为参数。该指数综合考虑降水和蒸散发量，但pet的计算方法多种多样(如penman-monteith方法、thornthwaite方法等)，不同方法计算结果差异很大，导致spei结果具有很大的不确定性。
12、(3)帕尔默干旱指数(pdsi)
13、
14、其中，ci为加权系数，zi为水分异常指数，反映水分供需差异。帕尔默干旱指数(pdsi)计算复杂，涉及多种气象和土壤数据，由于不同区域的气候和土壤特性差异较大，导致帕尔默干旱指数的适用性受限。
15、综上可知，现有的干旱指数虽有多种，但均是主要关注水资源的干旱程度，对风能资源的监测涉及极少，无法很好的应用于风能资源评估、风电场选址、风电场运营、能源规划及风险管理等方面的干旱监测。
技术实现思路
1、为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种基于再分析数据的标准化风能资源干旱指数的估算方法。
2、为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于再分析数据的标准化风能资源干旱指数的估算方法，包括以下计算步骤：
3、s1、以风力资源定义标准化风能资源干旱指数swri，风力资源以风能密度表征；
4、s2、依据定义的标准化风能资源干旱指数进行干旱等级划分，干旱等级分为轻度干旱、中度干旱、重度干旱和极端干旱；
5、s3、计算目标区域的标准化风能资源干旱指数：以再分析数据集的小时级别的风速时间数据，计算逐个格网的小时风能密度；再获取该时间尺度上的风能资源变化的滑动平均时间序列，计算出不同时间尺度标准化风能资源干旱指数；
6、s4、根据s2定义的干旱等级以及s3计算的目标区域的标准化风能资源干旱指数，确定目标区域的干旱等级。
7、作为优选地，s1中，所定义的标准化风能资源干旱指数swri的表征公式为：
8、
9、其中，wr为某一区域上不同时间尺度的风能密度变化的时间序列，单位是w m-2，不同时间尺度通常指日或月；为该时间尺度上多年的风能密度变化的平均值；σwr是该时间尺度上多年的风能密度变化的标准差；
10、或
11、
12、其中，w为wr在某一日或多日时间尺度的时间序列服从韦伯分布、对数正态分布或伽玛分布的拟合函数；为该时间尺度上多年的w时间序列的平均值；σw为该时间尺度上多年的w时间序列的标准差。
13、作为优选地，s2中，干旱等级的划分标准为：
14、当-1.0<swri≤-0.5时，为轻度干旱；
15、当-1.5<swri≤-1.0时，为中度干旱；
16、当-2.0<swri≤-1.5时，为重度干旱；
17、当swri≤-2.0时，为极端干旱。
18、作为优选地，s3中，目标区域的标准化风能资源指数swri在不同时间尺度的计算包括以下步骤：
19、s31、获取再分析数据集的小时级别的风速时间数据vt，计算每个网格单元风能资源的逐小时功率密度时间序列wrt，计算公式如下：
20、
21、其中，ρ为空气密度，通常取值1.225kg m3；vt为100米高度的风速时间数据，单位为m s-1；
22、s32、依据某一时间尺度的干旱监测应用需求，依据公式3计算该时间尺度上的风能资源变化的滑动平均时间序列；
23、s33、由不同时间尺度上风能资源变化的滑动平均时间序列，计算出不同时间尺度标准化风能资源干旱指数。
24、作为优选地，s33中，若风力资源变化在某一时间尺度上服从正态分布的，依据公式1计算得到标准化风能资源干旱指数swri；
25、若风力资源变化在某一时间尺度上服从其它分布的，包括韦伯分布、对数正态分布或伽玛分布的，由公式2计算得到服从相应分布的标准化风能资源干旱指数swri。
26、本发明公开了一种基于再分析数据的标准化风能资源干旱指数的估算方法，提出了一种全新的标准化风能资源干旱指数，基于高分辨率再分析风速数据，将其转化为风能密度变化以表征干旱情况，具有算法简单、所需的观测数据易于获取、能够准确地描述风能资源以及风力发电系统中干旱的严重程度的优势，可应用于风能资源评估、风电场选址、风电场运营、能源规划及风险管理等方面的干旱监测。
1.一种基于再分析数据的标准化风能资源干旱指数的估算方法，其特征在于：包括以下计算步骤：
2.根据权利要求1所述的基于再分析数据的标准化风能资源干旱指数的估算方法，其特征在于：s1中，所定义的标准化风能资源干旱指数swri的表征公式为：
3.根据权利要求1所述的基于再分析数据的标准化风能资源干旱指数的估算方法，其特征在于：s2中，干旱等级的划分标准为：
4.根据权利要求2或3所述的基于再分析数据的标准化风能资源干旱指数的估算方法，其特征在于：s3中，目标区域的标准化风能资源指数swri在不同时间尺度的计算包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的基于再分析数据的标准化风能资源干旱指数的估算方法，其特征在于：s33中，若风力资源变化在某一时间尺度上服从正态分布的，依据公式1计算得到标准化风能资源干旱指数swri；
