專利名稱：一種風(fēng)電場(chǎng)能量測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)電場(chǎng)能效考核裝置，特別涉及一種基于雷達(dá)測(cè)風(fēng)裝置的風(fēng)
電場(chǎng)能量測(cè)量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
已經(jīng)頒布的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18451. 2-2003規(guī)定了針對(duì)風(fēng)電機(jī)組功率曲線驗(yàn)證的 具體方法，用于驗(yàn)證生產(chǎn)廠家所提供設(shè)備的性能指標(biāo)，但是，由于很多風(fēng)電場(chǎng)不能完全滿足 標(biāo)準(zhǔn)所列條件的要求，國內(nèi)很少有風(fēng)電場(chǎng)對(duì)風(fēng)電機(jī)組功率曲線實(shí)施驗(yàn)證，視同放棄了供貨 合同中賦予的此項(xiàng)權(quán)利。并且，隨著風(fēng)電裝機(jī)容量的高速增加，對(duì)在役風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電量評(píng)估 和能效測(cè)量是風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行優(yōu)化的重要參考依據(jù)。因此，如何研制一種能夠測(cè)量并計(jì)算風(fēng)電 場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組的應(yīng)發(fā)電量，用于分析能量產(chǎn)出下降的原因，規(guī)范風(fēng)電場(chǎng)的管理模式，從而提高 風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電效率，增加投資商的效益，并且測(cè)試方便、功能齊全的風(fēng)電機(jī)組功率曲線驗(yàn)證 系統(tǒng)，是本領(lǐng)域當(dāng)前的重要研究課題之一。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種新型的風(fēng)電場(chǎng)能量測(cè)量系統(tǒng)，所要解決的技術(shù) 問題是使其能夠根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算出風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組應(yīng)發(fā)電量，可進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組功率曲 線驗(yàn)證和風(fēng)電場(chǎng)能效考核，用于驗(yàn)證風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計(jì)指標(biāo)或風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電表現(xiàn)評(píng)估及能效測(cè) 量，并且測(cè)試方便、功能齊全，從而更加適于實(shí)用。 本實(shí)用新型的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本實(shí) 用新型提出的一種風(fēng)電場(chǎng)能量測(cè)量系統(tǒng)，包括溫度傳感器、濕度傳感器、大氣壓力傳感器、 測(cè)風(fēng)儀、數(shù)據(jù)采集器和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)，其中，溫度傳感器、濕度傳感器、大氣壓力傳感器和測(cè)風(fēng) 儀與數(shù)據(jù)采集器之間，以及數(shù)據(jù)采集器與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)之間采用通信方式連接。 本實(shí)用新型的目的及解決其技術(shù)問題還可以采用以下的技術(shù)措施來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
系統(tǒng)，所述的測(cè)風(fēng)儀為激光雷達(dá)測(cè)風(fēng)儀。 系統(tǒng)，所述的測(cè)風(fēng)儀與數(shù)據(jù)采集器之間采用無線通信
i系統(tǒng)，所述的數(shù)據(jù)采集器的處理器為DSP數(shù)據(jù)處理
系統(tǒng)，所述的數(shù)據(jù)采集器的存儲(chǔ)器為大容量非易失寄系統(tǒng)，所述的數(shù)據(jù)采集器的處理器還配有信號(hào)濾波、
系統(tǒng)，所述的數(shù)據(jù)采集器還包括GPS同步時(shí)鐘。
系統(tǒng)，所述的測(cè)風(fēng)儀自帶處理器。
系統(tǒng)，所述的數(shù)據(jù)采集器設(shè)有兩個(gè)RS232或RS485串 前述的一種風(fēng)電場(chǎng)能量 前述的一種風(fēng)電場(chǎng)能l 方式連接。 前述的一種風(fēng)電場(chǎng)能j 前述的一種風(fēng)電場(chǎng)能』 存器。 前述的一種風(fēng)電場(chǎng)能j 放大電路和AD轉(zhuǎn)換電路。 前述的一種風(fēng)電場(chǎng)能i 前述的一種風(fēng)電場(chǎng)能i 前述的一種風(fēng)電場(chǎng)能』行通信接口 ，和一組AD轉(zhuǎn)換接口 ，測(cè)風(fēng)儀和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)通過RS232或RS485接口分別與數(shù) 據(jù)采集器無線通信連接，溫度傳感器、濕度傳感器和大氣壓力傳感器通過AD轉(zhuǎn)換接口與數(shù) 據(jù)采集器有線通信連接。 前述的一種風(fēng)電場(chǎng)能量測(cè)量系統(tǒng)，所述的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)采集器之間以CDMA 或GPRS的方式無線通信連接。 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比至少具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果 1、本實(shí)用新型一種風(fēng)電場(chǎng)能量測(cè)量系統(tǒng)，具有功率曲線驗(yàn)證功能，一方面可以驗(yàn)
證生產(chǎn)廠家的設(shè)計(jì)指標(biāo)，有助于指導(dǎo)提高機(jī)組設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)性能，另一方面可以保證投
資商應(yīng)該享有的合法權(quán)利。 2、本實(shí)用新型一種風(fēng)電場(chǎng)能量測(cè)量系統(tǒng)，具有應(yīng)發(fā)電量和實(shí)發(fā)電量的比較功能， 通過曲線比較，當(dāng)發(fā)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組實(shí)發(fā)電量較低時(shí)，可以及時(shí)分析故障的根源所在，提高電能 產(chǎn)出，也可以作為風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行質(zhì)量的考核依據(jù)。 3、本實(shí)用新型一種風(fēng)電場(chǎng)能量測(cè)量系統(tǒng)，具有風(fēng)向標(biāo)和風(fēng)速儀的精度驗(yàn)證功能， 可以防止由于對(duì)風(fēng)不準(zhǔn)、風(fēng)速不準(zhǔn)引起的產(chǎn)出下降。 4、本實(shí)用新型一種風(fēng)電場(chǎng)能量測(cè)量系統(tǒng)，具有風(fēng)資源情況統(tǒng)計(jì)功能，便于用戶了
解風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)資源情況，有助于制定年度計(jì)劃，并對(duì)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行投資后評(píng)估。 5、本實(shí)用新型一種風(fēng)電場(chǎng)能量測(cè)量系統(tǒng)，具備上述實(shí)用功能，并且測(cè)試方便，具有
產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值，適于業(yè)界廣泛推廣使用。 綜上所述，本實(shí)用新型一種風(fēng)電場(chǎng)能量測(cè)量系統(tǒng)，能夠根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算出風(fēng)電 場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組應(yīng)發(fā)電量，可進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組功率曲線驗(yàn)證和風(fēng)電場(chǎng)能效考核，用于驗(yàn)證風(fēng)電機(jī) 組的設(shè)計(jì)指標(biāo)或風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電表現(xiàn)評(píng)估及能效測(cè)量，并且測(cè)試方便、功能齊全。本實(shí)用新型具 有上述諸多優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價(jià)值，其不論在裝置結(jié)構(gòu)或功能上皆有較大的改進(jìn)，在技術(shù)上有顯 著的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，從而更加適于實(shí)用。 上述說明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù) 手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為讓本實(shí)用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu) 點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。

圖1是本實(shí)用新型一種風(fēng)電場(chǎng)能量測(cè)量系統(tǒng)的系統(tǒng)組成框圖。
具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定實(shí)用新型目的所采取的技術(shù)手段及功效，
以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本實(shí)用新型提出的一種風(fēng)電場(chǎng)能量測(cè)量系統(tǒng)其具體實(shí) 施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。 請(qǐng)參與圖1所示，本實(shí)用新型一種風(fēng)電場(chǎng)能量測(cè)量系統(tǒng)，主要由溫度傳感器、濕度 傳感器、大氣壓力傳感器、測(cè)風(fēng)儀、數(shù)據(jù)采集器和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)組成。溫度傳感器、濕度傳感 器、大氣壓力傳感器和測(cè)風(fēng)儀與數(shù)據(jù)采集器之間，以及數(shù)據(jù)采集器與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)之間采用 通信方式連接。 其中，測(cè)風(fēng)儀優(yōu)選激光雷達(dá)測(cè)風(fēng)儀。激光雷達(dá)測(cè)風(fēng)儀為便攜式設(shè)備，自帶處理器并
4配有通信接口 ，不用設(shè)立專門的測(cè)風(fēng)塔，不受地形等條件的影響，其具備的激光雷達(dá)全方位 掃描功能可以從一個(gè)點(diǎn)覆蓋到多個(gè)風(fēng)機(jī)位置，所測(cè)風(fēng)速結(jié)果表征的是一個(gè)體積空間而不是 一個(gè)點(diǎn)，可以方便的測(cè)量最少2000m范圍內(nèi)的風(fēng)況數(shù)據(jù)，以及多臺(tái)風(fēng)電機(jī)組位置的風(fēng)速、風(fēng) 向、風(fēng)切變、尾流等風(fēng)資源數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)采集器的處理器可采用高性能DSP數(shù)據(jù)處理器，其可以完成數(shù)據(jù)的采集和預(yù) 處理。數(shù)據(jù)采集器的存儲(chǔ)器可為大容量非易失寄存器，即使在通信中斷的情況下，也可以保 證存儲(chǔ)3個(gè)月的有效數(shù)據(jù)，防止數(shù)據(jù)的丟失。此外，還可為數(shù)據(jù)采集器配備信號(hào)濾波、放大 電路、采集模擬量信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換電路和GPS同步時(shí)鐘。 GPS同步時(shí)鐘可使預(yù)處理過的數(shù)據(jù)帶有時(shí)間標(biāo)簽，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)通過時(shí)間同步，可以 使用中央監(jiān)控室SCADA系統(tǒng)(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng))已有的數(shù)據(jù)，與數(shù)據(jù)采集器存儲(chǔ) 的數(shù)據(jù)不存在時(shí)間上的差別，因而可以減少數(shù)據(jù)采集器的負(fù)擔(dān)，以及溫度傳感器、濕度傳感 器、大氣壓力傳感器、測(cè)風(fēng)儀等測(cè)量傳感器的數(shù)量和測(cè)量點(diǎn)數(shù)，安裝更為方便，在同一時(shí)間 對(duì)雷達(dá)測(cè)風(fēng)儀測(cè)量范圍內(nèi)的多臺(tái)風(fēng)機(jī)進(jìn)行驗(yàn)證與測(cè)量比對(duì)，還可以對(duì)風(fēng)機(jī)機(jī)艙頂部安裝的 風(fēng)速儀、風(fēng)向標(biāo)進(jìn)行功能和精度驗(yàn)證，使系統(tǒng)更加實(shí)用。 較佳的，可為數(shù)據(jù)采集器設(shè)置兩個(gè)RS232或RS485串行通信接口 ，和一組AD轉(zhuǎn)換 接口。 數(shù)據(jù)采集器的一個(gè)RS232或RS485接口與測(cè)風(fēng)儀無線通信連接，采集測(cè)風(fēng)儀的測(cè) 量數(shù)據(jù)。由于本實(shí)用新型采用了雷達(dá)測(cè)風(fēng)技術(shù)，可以直接測(cè)量復(fù)雜地形上空的風(fēng)況數(shù)據(jù)， 測(cè)得的數(shù)據(jù)已經(jīng)是包含了地形地貌、地面障礙物、鄰近風(fēng)電機(jī)組的影響，因此不需要校正計(jì)算。 數(shù)據(jù)采集器的另一個(gè)RS232或RS485接口與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)以CDMA或GPRS的方式無 線通信連接，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集器與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)交換。采用無線通信方式，不僅方便 了系統(tǒng)的安裝，還利于將一個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用于多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目的功率曲線驗(yàn)證和能效測(cè)試。 數(shù)據(jù)采集器通過AD轉(zhuǎn)換接口與溫度傳感器、濕度傳感器以及大氣壓力傳感器有 線通信連接，接收溫度傳感器、濕度傳感器和大氣壓力傳感器輸出的模擬量信號(hào)。由于本系 統(tǒng)沒有設(shè)立專門的測(cè)風(fēng)塔，上述傳感器不能安裝在和輪轂同樣高度的位置，為了計(jì)算風(fēng)力 發(fā)電機(jī)組的功率曲線，需要采用輪轂高度的空氣密度，所以測(cè)得的信號(hào)需要按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 進(jìn)行校正后才能使用。 本實(shí)用新型一種風(fēng)電場(chǎng)能量測(cè)量系統(tǒng)，其遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)通過無線或光纖通信獲取經(jīng) 數(shù)據(jù)采集器預(yù)處理的數(shù)據(jù)，通過TCP/IP協(xié)議和SCADA系統(tǒng)通信，獲取風(fēng)電機(jī)組的功率、風(fēng) 速、風(fēng)向、并網(wǎng)情況等數(shù)據(jù)，不僅能夠同時(shí)測(cè)算出多臺(tái)機(jī)組的功率曲線和能效情況，還可結(jié) 合其它傳感器測(cè)量的溫度、濕度、大氣壓力、輪轂中心海拔高度等參數(shù)，按照IS02533(標(biāo) 準(zhǔn)大氣壓)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出所測(cè)風(fēng)電機(jī)組輪轂高度的空氣密度，根據(jù)所測(cè)量的風(fēng)速參照GB/T 18451. 2-2003 (風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率特性試驗(yàn))標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的計(jì)算方法，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組功 率曲線的驗(yàn)證。激光雷達(dá)測(cè)風(fēng)儀還可根據(jù)采集數(shù)據(jù)和風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)功率曲線計(jì)算測(cè)量區(qū)域 內(nèi)風(fēng)電機(jī)組的應(yīng)發(fā)電量，用于機(jī)組性能考核和運(yùn)行優(yōu)化分析。此外，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)可根據(jù)所測(cè) 數(shù)據(jù)自動(dòng)生成各種曲線和圖表，如風(fēng)頻曲線、風(fēng)向玫瑰圖、風(fēng)速玫瑰圖、風(fēng)能量玫瑰圖、成布 爾分布曲線等；為了評(píng)判風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行性能，還可以生成各種對(duì)比曲線，如應(yīng)發(fā)電量和 實(shí)發(fā)電量對(duì)比、機(jī)艙風(fēng)速儀和雷達(dá)測(cè)風(fēng)儀風(fēng)速對(duì)比、測(cè)量年發(fā)電量和實(shí)際年發(fā)電量對(duì)比等，為運(yùn)行人員或技術(shù)管理人員優(yōu)化運(yùn)行、故障分析并制定提高能量產(chǎn)出的技術(shù)措施和管理措 施等提供科學(xué)依據(jù)。 以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上 的限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，當(dāng)可利用 上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，均仍屬于本實(shí)用新型 技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種風(fēng)電場(chǎng)能量測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于包括溫度傳感器、濕度傳感器、大氣壓力傳感器、測(cè)風(fēng)儀、數(shù)據(jù)采集器和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)，其中，溫度傳感器、濕度傳感器、大氣壓力傳感器和測(cè)風(fēng)儀與數(shù)據(jù)采集器之間，以及數(shù)據(jù)采集器與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)之間采用通信方式連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電場(chǎng)能量測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的測(cè)風(fēng)儀為激光 雷達(dá)測(cè)風(fēng)儀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種風(fēng)電場(chǎng)能量測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的測(cè)風(fēng)儀與數(shù)據(jù) 采集器之間采用無線通信方式連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電場(chǎng)能量測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集器的 處理器為DSP數(shù)據(jù)處理器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電場(chǎng)能量測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集器的 存儲(chǔ)器為大容量非易失寄存器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電場(chǎng)能量測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集器的 處理器還配有信號(hào)濾波、放大電路和AD轉(zhuǎn)換電路。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電場(chǎng)能量測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集器還 包括GPS同步時(shí)鐘。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電場(chǎng)能量測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的測(cè)風(fēng)儀自帶處理器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l-8任一權(quán)利要求所述的一種風(fēng)電場(chǎng)能量測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述 的數(shù)據(jù)采集器設(shè)有兩個(gè)RS232或RS485串行通信接口 ，和一組AD轉(zhuǎn)換接口 ，測(cè)風(fēng)儀和遠(yuǎn)程 計(jì)算機(jī)通過RS232或RS485接口分別與數(shù)據(jù)采集器無線通信連接，溫度傳感器、濕度傳感器 和大氣壓力傳感器通過AD轉(zhuǎn)換接口與數(shù)據(jù)采集器有線通信連接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種風(fēng)電場(chǎng)能量測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī) 與數(shù)據(jù)采集器之間以CDMA或GPRS的方式無線通信連接。
專利摘要本實(shí)用新型是有關(guān)于一種風(fēng)電場(chǎng)能量測(cè)量系統(tǒng)，包括溫度傳感器、濕度傳感器、大氣壓力傳感器、測(cè)風(fēng)儀、數(shù)據(jù)采集器和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)，其中，溫度傳感器、濕度傳感器、大氣壓力傳感器和測(cè)風(fēng)儀與數(shù)據(jù)采集器之間，以及數(shù)據(jù)采集器與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)之間采用通信方式連接。本實(shí)用新型一種風(fēng)電場(chǎng)能量測(cè)量系統(tǒng)，能夠根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算出風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組應(yīng)發(fā)電量，可進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組功率曲線驗(yàn)證和風(fēng)電場(chǎng)能效考核，用于驗(yàn)證風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計(jì)指標(biāo)或風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電表現(xiàn)評(píng)估及能效測(cè)量，并且測(cè)試方便、功能齊全。
文檔編號(hào)G01M15/00GK201489125SQ200920172938
公開日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月14日
發(fā)明者吳昊, 岳俊紅 申請(qǐng)人:北京中能聯(lián)創(chuàng)風(fēng)電技術(shù)有限公司