一種風(fēng)場(chǎng)立體風(fēng)流空間分布監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是對(duì)已建或準(zhǔn)備建立風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)地域的空間風(fēng)流分布狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可同時(shí)對(duì)復(fù)雜風(fēng)場(chǎng)風(fēng)流多桿、多點(diǎn)、多高度風(fēng)速、立體多方位風(fēng)向、多方位氣壓實(shí)際測(cè)量，可分析現(xiàn)場(chǎng)主風(fēng)流、邊際風(fēng)流分布規(guī)律，為風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)多風(fēng)機(jī)優(yōu)化布局給出可行方案，為復(fù)雜風(fēng)電場(chǎng)多機(jī)組高效運(yùn)行系統(tǒng)控制奠定基礎(chǔ)；尤其是監(jiān)測(cè)得到該風(fēng)場(chǎng)強(qiáng)力主風(fēng)流按風(fēng)場(chǎng)區(qū)域分布狀況和在不同空間高度的分布狀況、邊際風(fēng)流按區(qū)域和不同空間高度分布狀況、以及不同季節(jié)風(fēng)力強(qiáng)度和風(fēng)力走向的分布規(guī)則，使得確立風(fēng)力發(fā)電機(jī)的最優(yōu)分布安裝位置，確立每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的受風(fēng)工作高度，使得全場(chǎng)安裝的每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)都能受風(fēng)最強(qiáng)、發(fā)電效率最高、且建設(shè)成本相對(duì)降低。
【專利說(shuō)明】一種風(fēng)場(chǎng)立體風(fēng)流空間分布監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
一【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種信息監(jiān)測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別屬于風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)空間風(fēng)力信息分布監(jiān)測(cè)技術(shù)；本發(fā)明同時(shí)適用于地球上陸地環(huán)境空間各種立體風(fēng)力信息分布監(jiān)測(cè)。

二【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)能作為一種無(wú)污染和可再生的新能源有著巨大的發(fā)展?jié)摿?，特別是對(duì)沿海島嶼，交通不便的邊遠(yuǎn)山區(qū)，地廣人稀的草原牧場(chǎng)，以及遠(yuǎn)離電網(wǎng)和近期內(nèi)電網(wǎng)還難以達(dá)到的農(nóng)村、邊疆，作為解決生產(chǎn)和生活能源的一種可靠途徑，有著十分重要的意義。即使在發(fā)達(dá)國(guó)家，風(fēng)能作為一種高效清潔的新能源也日益受到重視，比如:美國(guó)能源部就曾經(jīng)調(diào)查過(guò)，單是德克薩斯州和南達(dá)科他州兩州的風(fēng)能密度就足以供應(yīng)全美國(guó)的用電量。
[0003]中國(guó)風(fēng)力資源十分豐富，離地10米高空間風(fēng)力資源約32.26億千瓦，按年8760小時(shí)計(jì)算，可發(fā)電282597.6億1(--這是目前我國(guó)全社會(huì)用電量(49657億1(1?)的5.6倍，可見有風(fēng)力發(fā)電將使我國(guó)用電足矣；而且50米高度風(fēng)能資源為10米高的2倍。所有這些值得我們提高技術(shù)、大力開發(fā)。
[0004]但是風(fēng)力利用和開發(fā)不是個(gè)簡(jiǎn)單事情，我們一般只能順勢(shì)而為；在一定可利用區(qū)間內(nèi)找出主風(fēng)流、找出主風(fēng)流的路徑、不同路段的走向，找出利用效率最高的風(fēng)流區(qū)域，這就要測(cè)量，測(cè)量不同點(diǎn)位、不同空間高度風(fēng)力的速度和方向。
[0005]由于風(fēng)流處在沿地面不同高度區(qū)域運(yùn)行，而多數(shù)地面是不平的，尤其是山區(qū)峽谷、河流溝壑之地，其風(fēng)力往往特別大，但風(fēng)力流向復(fù)雜；所以我們的測(cè)量不能停留在水平風(fēng)速對(duì)象上，要能測(cè)出風(fēng)流在立體空間中上升、下降的方向變化，要能測(cè)出在同一地點(diǎn)不同空間高度的風(fēng)速、風(fēng)向變化，這樣才有可能達(dá)到最有效、最充分的風(fēng)能利用；如果在所安裝風(fēng)機(jī)處，實(shí)際風(fēng)流是上升流動(dòng)或下降流動(dòng)，那么只有部分風(fēng)力作用在風(fēng)機(jī)上，這樣不僅降低了發(fā)電效率，而且還影響風(fēng)機(jī)運(yùn)行使用時(shí)間、縮短風(fēng)機(jī)使用壽命。
[0006]申請(qǐng)?zhí)枮?014100748169的發(fā)明專利《基于單片機(jī)的風(fēng)電場(chǎng)超聲波風(fēng)速監(jiān)測(cè)方法》和2014100611556的發(fā)明專利《用于風(fēng)電場(chǎng)超聲波風(fēng)速監(jiān)測(cè)控制方法》都只是提出了風(fēng)速監(jiān)測(cè)超聲波方法，不能同時(shí)測(cè)風(fēng)向與風(fēng)速則所測(cè)風(fēng)速是無(wú)用的，使得該風(fēng)能不便利用；而且該方案測(cè)量只是單點(diǎn)進(jìn)行，很難全面反映風(fēng)場(chǎng)整體狀況；更夠嗆的是超聲波方法測(cè)不準(zhǔn)風(fēng)速、也測(cè)不準(zhǔn)風(fēng)向，因?yàn)槌暡ㄊ軓?qiáng)多少倍的風(fēng)波影響已不能準(zhǔn)確反映出實(shí)際狀況。
[0007]申請(qǐng)?zhí)枮?011101959638的發(fā)明專利《基于無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)的陣列式局地風(fēng)環(huán)境監(jiān)測(cè)方法》，雖然注意了風(fēng)場(chǎng)多點(diǎn)分布式監(jiān)測(cè)，但沒(méi)有測(cè)風(fēng)向在空間的立體方位變化，也沒(méi)有測(cè)在同一點(diǎn)空間不同高度的風(fēng)流狀況，更可笑的是他們只測(cè)了 2.5米高度處風(fēng)流，對(duì)于風(fēng)流來(lái)說(shuō)這個(gè)高度還只是一個(gè)貼近地面的高度，風(fēng)速小得多，對(duì)于風(fēng)力發(fā)電不說(shuō)明問(wèn)題。
[0008]申請(qǐng)?zhí)枮?014101622825的發(fā)明專利《風(fēng)電場(chǎng)超聲波風(fēng)資源監(jiān)測(cè)方法》只是注意了把所測(cè)風(fēng)速、風(fēng)向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)作為資料，使日后可查，這應(yīng)該是一般監(jiān)測(cè)裝置的常規(guī)，不體現(xiàn)發(fā)明專利技術(shù)。三


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是對(duì)已建或準(zhǔn)備建立風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)地域的空間風(fēng)流分布狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，能同時(shí)對(duì)復(fù)雜風(fēng)場(chǎng)風(fēng)流多點(diǎn)、多高度實(shí)際測(cè)量，可劃分出主風(fēng)流、邊際風(fēng)流分布規(guī)律，為風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)多風(fēng)機(jī)優(yōu)化布局給出可行方案，為復(fù)雜風(fēng)電場(chǎng)多機(jī)組高效運(yùn)行系統(tǒng)控制奠定基礎(chǔ)；尤其是監(jiān)測(cè)得到該風(fēng)場(chǎng)強(qiáng)力主風(fēng)流按風(fēng)場(chǎng)區(qū)域分布狀況和在不同空間高度的分布狀況、邊際風(fēng)流按區(qū)域和不同空間高度分布狀況、以及不同季節(jié)風(fēng)力強(qiáng)度和風(fēng)力走向的分布規(guī)則；使得確立風(fēng)力發(fā)電機(jī)的最優(yōu)分布安裝位置，確立每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的受風(fēng)工作高度，使得全場(chǎng)安裝的每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)都能受風(fēng)最強(qiáng)、發(fā)電效率最高、且建設(shè)成本相對(duì)降低。
[0010]想要實(shí)施的內(nèi)容是具體建立一整套立體風(fēng)流空間分布監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，使得既適合于風(fēng)場(chǎng)建設(shè)初期空間風(fēng)流探測(cè)與分析，還適合于風(fēng)力發(fā)電運(yùn)行過(guò)程中發(fā)電效率監(jiān)測(cè)與輔助分析。
[0011]這種風(fēng)場(chǎng)風(fēng)流分布監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在風(fēng)場(chǎng)建立多個(gè)達(dá)到一定空間高度的監(jiān)測(cè)桿，對(duì)風(fēng)場(chǎng)分成中心區(qū)和一端區(qū)、二端區(qū)，全系統(tǒng)由監(jiān)測(cè)中心(10)、一端區(qū)分中心二端區(qū)分中心(12)組成；其中一端區(qū)監(jiān)測(cè)由一端區(qū)分中心(11)及一端區(qū)多個(gè)監(jiān)測(cè)桿(112),(113), (111(), (11吣聯(lián)合實(shí)現(xiàn)，一端區(qū)分中心(11)對(duì)測(cè)桿(111)?(11吣采取無(wú)線一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)分時(shí)通信方式傳送數(shù)據(jù)；其中二端區(qū)監(jiān)測(cè)由二端區(qū)分中心(12)及二端區(qū)多個(gè)測(cè)桿(121),(122),(123),(121(),(12^)聯(lián)合實(shí)現(xiàn)，二端區(qū)分中心(12)對(duì)測(cè)桿(121)?(12吣采取無(wú)線一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)分時(shí)通信方式傳送數(shù)據(jù)；端區(qū)分中心(11)和(12)都將它們分布監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)用無(wú)線方式發(fā)送匯聚到風(fēng)場(chǎng)監(jiān)測(cè)中心(10),再由(10)集中遠(yuǎn)程無(wú)線通信到風(fēng)場(chǎng)后臺(tái)管理中心，在管理中心實(shí)現(xiàn)該風(fēng)場(chǎng)主風(fēng)流分布集中分析、繪制空間流場(chǎng)圖，用以指導(dǎo)該風(fēng)場(chǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝布點(diǎn)決策，提高風(fēng)場(chǎng)利用率和風(fēng)力發(fā)電效率。
[0012]所述風(fēng)場(chǎng)風(fēng)流多桿分布監(jiān)測(cè)中每個(gè)監(jiān)測(cè)桿從上至下至少分布三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn):主測(cè)點(diǎn)(20^從測(cè)點(diǎn)(21)和從測(cè)點(diǎn)(22),各測(cè)點(diǎn)分別獨(dú)立監(jiān)測(cè)所在空間位置的風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓；主測(cè)點(diǎn)基于串行通信方式收集從測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，并且負(fù)責(zé)將本桿監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)向分中心轉(zhuǎn)發(fā)；由于測(cè)點(diǎn)(20)321)322)在桿上位置不同，其所監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反映了不同空間高度的風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓特點(diǎn)。
[0013]所述風(fēng)場(chǎng)風(fēng)流分布監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中所有監(jiān)測(cè)桿各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集都在同一時(shí)刻完全同步進(jìn)行，同步采集時(shí)刻由風(fēng)場(chǎng)中心(10)向所有測(cè)桿無(wú)線廣播發(fā)出，各測(cè)桿主測(cè)點(diǎn)向各自從測(cè)點(diǎn)同步啟動(dòng)采集；全場(chǎng)所有數(shù)據(jù)采集同步，使得后續(xù)數(shù)據(jù)分析時(shí)間性很強(qiáng)、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可操作。
[0014]所述風(fēng)場(chǎng)風(fēng)流分布監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，全場(chǎng)各點(diǎn)風(fēng)向監(jiān)測(cè)統(tǒng)一基于指南針定標(biāo)；系統(tǒng)在每個(gè)測(cè)點(diǎn)風(fēng)向監(jiān)測(cè)裝置安裝時(shí)都用指南針核準(zhǔn)，并且方向監(jiān)測(cè)刻度統(tǒng)一基于指南針?lè)较蛏?，由于指南針?lè)较驔Q定于地球磁場(chǎng)方向，在同一風(fēng)場(chǎng)中這個(gè)方向絕對(duì)是一致的，使得各監(jiān)測(cè)點(diǎn)所測(cè)風(fēng)向相對(duì)準(zhǔn)確，由此保證系統(tǒng)風(fēng)向數(shù)據(jù)可靠性。
[0015]所述風(fēng)場(chǎng)風(fēng)流分布監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其后臺(tái)管理中心基于全場(chǎng)風(fēng)流立體空間眾多監(jiān)測(cè)風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)繪制出空間風(fēng)流在不同季節(jié)、不同時(shí)間段、不同空間高層的主流場(chǎng)和邊際流場(chǎng)分布圖，為風(fēng)力發(fā)電機(jī)布局定位提供可靠依據(jù)、為風(fēng)力發(fā)電運(yùn)行效率提高作輔助分析。
[0016]所述風(fēng)場(chǎng)風(fēng)流分布各桿監(jiān)測(cè)點(diǎn)，風(fēng)速、風(fēng)向監(jiān)測(cè)裝置使用本文作者配套發(fā)明的《球型三維空間一體化風(fēng)速風(fēng)向監(jiān)測(cè)器》(具體見該發(fā)明專利請(qǐng)求書)，可以同時(shí)測(cè)出不同瞬間風(fēng)速及其水平方向角、垂直方向角；測(cè)量中風(fēng)速數(shù)據(jù)精度0.1米/秒、方向角精度為22.50。
[0017]全系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為選擇安裝風(fēng)機(jī)功率等級(jí)、安裝位置和樹立高度提供依據(jù)，輔助決策風(fēng)力發(fā)電功率、發(fā)電效率、控制發(fā)電場(chǎng)建設(shè)成本和發(fā)電運(yùn)行維護(hù)成本。

四【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1一一風(fēng)場(chǎng)風(fēng)流多桿分布監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；圖中可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況靈活決定劃分設(shè)立多個(gè)分區(qū)或不劃分分區(qū)，全場(chǎng)監(jiān)測(cè)桿數(shù)量不固定，擬根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形情況靈活確定；監(jiān)測(cè)桿位置也不是一成不變。
[0019]圖2—一單桿空間多測(cè)點(diǎn)組成結(jié)構(gòu)；圖中單桿暫按三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置，在地形復(fù)雜處可增加到四個(gè)、五個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，桿上測(cè)點(diǎn)的距離間隔可根據(jù)風(fēng)場(chǎng)風(fēng)流復(fù)雜度按5?10米靈活設(shè)置；同桿測(cè)點(diǎn)無(wú)論多少個(gè)都只確定一個(gè)主測(cè)點(diǎn)，其它為從測(cè)點(diǎn)，主測(cè)點(diǎn)管理從測(cè)點(diǎn)，主測(cè)點(diǎn)負(fù)責(zé)對(duì)風(fēng)場(chǎng)中心或分中心通信。
[0020]圖3—一風(fēng)場(chǎng)主風(fēng)流按地面某高程水平分布示意；其中數(shù)據(jù)決定于各測(cè)桿同層監(jiān)測(cè)結(jié)果。
[0021]圖4一一風(fēng)場(chǎng)主風(fēng)流按流向縱向斷面多層分布示意；其中數(shù)據(jù)依據(jù)同方向各測(cè)桿多層監(jiān)測(cè)結(jié)果。
五具體實(shí)施方案
[0022]5.1風(fēng)力監(jiān)測(cè)桿多測(cè)點(diǎn)組成與實(shí)施方式
[0023]附圖2中示出單桿空間多測(cè)點(diǎn)組成結(jié)構(gòu)；圖中單桿設(shè)置了三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，主測(cè)點(diǎn)(20^從測(cè)點(diǎn)(21)和從測(cè)點(diǎn)(22),各測(cè)點(diǎn)分別獨(dú)立監(jiān)測(cè)所在空間位置的風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓；桿高可以20?30米，對(duì)于地形復(fù)雜的地方為了仔細(xì)調(diào)查清楚風(fēng)流按空間高度的分布特點(diǎn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)可增加到四個(gè)或五個(gè)；桿上測(cè)點(diǎn)的距離間隔對(duì)風(fēng)流復(fù)雜變化多的地點(diǎn)擬設(shè)密一些，如設(shè)成5米，開闊而風(fēng)力大的地方可以按10米；同桿無(wú)論多少個(gè)測(cè)點(diǎn)只將最高位置點(diǎn)設(shè)成主測(cè)點(diǎn)，由它負(fù)責(zé)匯聚該桿所有測(cè)點(diǎn)信息并負(fù)責(zé)對(duì)風(fēng)場(chǎng)中心或分中心通信，其它測(cè)點(diǎn)作為從測(cè)點(diǎn)受主測(cè)點(diǎn)管理；主測(cè)點(diǎn)基于串行通信方式收集從測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，由于測(cè)點(diǎn)(20^
(21)、(22)在桿上位置不同，其所監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反映了不同空間高度的風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓特點(diǎn)。
[0024]若從上部2個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)得風(fēng)速風(fēng)向基本相同，則風(fēng)機(jī)安裝高度可取2點(diǎn)中下位測(cè)點(diǎn)的高度，這樣既保證了風(fēng)機(jī)的受風(fēng)出力，又降低了風(fēng)機(jī)安裝高度，從而降低了風(fēng)機(jī)成本，也降低了風(fēng)機(jī)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。
[0025]5.2風(fēng)速、風(fēng)向監(jiān)測(cè)實(shí)施方式
[0026]本發(fā)明的立體風(fēng)流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中對(duì)風(fēng)速、風(fēng)向的空間分布監(jiān)測(cè)采用一種球形一體化監(jiān)測(cè)裝置(見本發(fā)明作者對(duì)于該裝置的發(fā)明專利請(qǐng)求書)，使能同時(shí)監(jiān)測(cè)得到監(jiān)測(cè)點(diǎn)的風(fēng)速風(fēng)向信息；其風(fēng)速監(jiān)測(cè)量程可達(dá)米/秒、精度達(dá)0.1米；風(fēng)向監(jiān)測(cè)可分辨立體空間256個(gè)方位，其中水平方位16個(gè)、垂直方位16個(gè)；這樣一來(lái)可整理出該風(fēng)場(chǎng)風(fēng)流的起伏變化和搖擺變化，有利于選擇風(fēng)機(jī)安裝位置在風(fēng)流穩(wěn)定的點(diǎn)位和空間高度，保證風(fēng)機(jī)的發(fā)電效率和出力穩(wěn)定性。
[0027]該風(fēng)速風(fēng)向一體化監(jiān)測(cè)裝置是球形結(jié)構(gòu)且體積小，在空中基本不影響風(fēng)流的力度和方向。
[0028]5.3風(fēng)壓監(jiān)測(cè)實(shí)施方式
[0029]本發(fā)明的系統(tǒng)對(duì)每個(gè)風(fēng)速風(fēng)向監(jiān)測(cè)點(diǎn)同時(shí)監(jiān)測(cè)該點(diǎn)氣壓數(shù)據(jù)；由于空中風(fēng)的形成是高氣壓空氣流向低氣壓地區(qū)的結(jié)果，所以監(jiān)測(cè)風(fēng)場(chǎng)氣壓分布數(shù)據(jù)有利于輔助分析風(fēng)流。
[0030]本系統(tǒng)中采用應(yīng)變片感應(yīng)壓差的方法測(cè)取風(fēng)壓，具體制作一種正八方體裝置，每方都貼上應(yīng)變片且面積相等，每個(gè)瞬時(shí)都采集八個(gè)方向的獨(dú)立應(yīng)力大小，其合成方向就代表當(dāng)前風(fēng)壓方向和風(fēng)壓大小。
[0031]5.4風(fēng)場(chǎng)立體風(fēng)流多監(jiān)測(cè)桿分布實(shí)施方式
[0032]附圖1示出一風(fēng)場(chǎng)風(fēng)流多桿分布監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；圖中劃分了中心監(jiān)測(cè)區(qū)和2端監(jiān)測(cè)分區(qū)，適應(yīng)較大面積且在風(fēng)流方向區(qū)域較長(zhǎng)的風(fēng)場(chǎng)，多監(jiān)測(cè)分區(qū)有利于數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)完整和通信可靠性保證。實(shí)際監(jiān)測(cè)桿分布可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況靈活決定，能不劃分多個(gè)分區(qū)就不劃分分區(qū)，風(fēng)場(chǎng)半徑不超過(guò)3公里的使用一個(gè)監(jiān)測(cè)中心對(duì)全場(chǎng)監(jiān)測(cè)桿管理即可。
[0033]附圖1風(fēng)場(chǎng)風(fēng)流分布監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在風(fēng)場(chǎng)建立幾十個(gè)達(dá)到一定空間高度的監(jiān)測(cè)桿，對(duì)風(fēng)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分成了監(jiān)測(cè)中心(10)、一端區(qū)分中心二端區(qū)分中心(12)；其中一端區(qū)監(jiān)測(cè)由一端區(qū)分中心(11)及一端區(qū)多個(gè)監(jiān)測(cè)桿(111),(112),(113),(111(),(11^)聯(lián)合實(shí)現(xiàn)，一端區(qū)分中心(11)對(duì)測(cè)桿(111)?(11吣采取無(wú)線一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)分時(shí)通信方式傳送數(shù)據(jù)；其中二端區(qū)監(jiān)測(cè)由二端區(qū)分中心(12)及二端區(qū)多個(gè)測(cè)桿(121)、(122)、(123)、(121()、(12⑷聯(lián)合實(shí)現(xiàn)，二端區(qū)分中心(12)對(duì)測(cè)桿(121)?(12吣采取無(wú)線一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)分時(shí)通信方式傳送數(shù)據(jù)；端區(qū)分中心(11)和(12)都將它們分布監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)無(wú)線發(fā)送匯聚到風(fēng)場(chǎng)監(jiān)測(cè)中心
(10),再由(10)集中遠(yuǎn)程無(wú)線通信到風(fēng)場(chǎng)后臺(tái)管理中心，在管理中心實(shí)現(xiàn)該風(fēng)場(chǎng)主風(fēng)流分布匯總分析、繪制空間流場(chǎng)圖，用以指導(dǎo)該風(fēng)場(chǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝布點(diǎn)決策，提高風(fēng)場(chǎng)利用率和風(fēng)力發(fā)電效率。
[0034]5.5本發(fā)明的風(fēng)場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行管理實(shí)施方式
[0035]本發(fā)明風(fēng)場(chǎng)風(fēng)流分布監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中所有監(jiān)測(cè)桿各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集都在同一時(shí)刻完全同步進(jìn)行，同步采集時(shí)刻由風(fēng)場(chǎng)中心(10)向所有測(cè)桿無(wú)線廣播發(fā)出，各測(cè)桿主測(cè)點(diǎn)再向各自從測(cè)點(diǎn)同步啟動(dòng)采集；全場(chǎng)所有數(shù)據(jù)采集同步，使得后續(xù)數(shù)據(jù)分析時(shí)間性很強(qiáng)、全場(chǎng)風(fēng)流數(shù)據(jù)準(zhǔn)確同步分析便于操作。
[0036]在全系統(tǒng)風(fēng)場(chǎng)風(fēng)流分布監(jiān)測(cè)中，各點(diǎn)風(fēng)向監(jiān)測(cè)統(tǒng)一基于指南針定標(biāo)；系統(tǒng)在每個(gè)測(cè)點(diǎn)風(fēng)向監(jiān)測(cè)裝置安裝時(shí)都用指南針核準(zhǔn)方位，并且方向監(jiān)測(cè)刻度統(tǒng)一基于指南針?lè)较蛐纬?；由于指南針?lè)较蛴傻厍虼艌?chǎng)方向決定，在同一風(fēng)場(chǎng)中這個(gè)方向絕對(duì)是一致的，使得各監(jiān)測(cè)點(diǎn)所測(cè)風(fēng)向相對(duì)準(zhǔn)確，由此保證系統(tǒng)風(fēng)向數(shù)據(jù)可靠性。
[0037]在本系統(tǒng)風(fēng)場(chǎng)風(fēng)流分布監(jiān)測(cè)中，其后臺(tái)管理中心基于全場(chǎng)風(fēng)流立體空間眾多監(jiān)測(cè)點(diǎn)風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)繪制出空間風(fēng)流在不同季節(jié)、不同時(shí)間段、不同空間高層的主流場(chǎng)和邊際流場(chǎng)分布圖，為風(fēng)力發(fā)電機(jī)布局定位提供可靠依據(jù)、為風(fēng)力發(fā)電運(yùn)行效率提高作輔助決策。
[0038]全系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為風(fēng)場(chǎng)不同點(diǎn)選擇安裝風(fēng)機(jī)功率等級(jí)、安裝位置和樹立高度提供依據(jù)，可輔助分析決策風(fēng)力發(fā)電功率、發(fā)電效率、控制發(fā)電場(chǎng)建設(shè)成本和發(fā)電運(yùn)行維護(hù)成本。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)場(chǎng)風(fēng)流多桿分布監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它由風(fēng)場(chǎng)監(jiān)測(cè)中心(川)、一端區(qū)分中心二端區(qū)分中心(12)組成；其中一端區(qū)監(jiān)測(cè)由一端區(qū)分中心(11)及一端區(qū)多個(gè)監(jiān)測(cè)桿(112), (113), (111()、(11吣聯(lián)合組成，一端區(qū)分中心(11)對(duì)測(cè)桿(111)?(11吣采取無(wú)線一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)分時(shí)通信方式傳送數(shù)據(jù)；其中二端區(qū)監(jiān)測(cè)由二端區(qū)分中心(12)及二端區(qū)多個(gè)測(cè)桿(121^ (122), (123), (121()、(12吣聯(lián)合組成，二端區(qū)分中心(12)對(duì)測(cè)桿(121)?(12⑷采取無(wú)線一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)分時(shí)通信方式傳送數(shù)據(jù)；端區(qū)分中心(11)和(12)都將它們分布監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)用無(wú)線方式發(fā)送匯聚到風(fēng)場(chǎng)監(jiān)測(cè)中心(10),再由(10)集中無(wú)線通信到風(fēng)場(chǎng)后臺(tái)管理中心，在管理中心實(shí)現(xiàn)該風(fēng)場(chǎng)主風(fēng)流分布集中分析、繪制空間流場(chǎng)圖，用以指導(dǎo)該風(fēng)場(chǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝布點(diǎn)決策，提高風(fēng)場(chǎng)利用率和風(fēng)力發(fā)電效率。
2.如權(quán)利要求1所述風(fēng)場(chǎng)風(fēng)流多桿分布監(jiān)測(cè)，每個(gè)監(jiān)測(cè)桿的特征是:該桿從上至下至少分布三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn):主測(cè)點(diǎn)(20^從測(cè)點(diǎn)(21)和從測(cè)點(diǎn)(22),各測(cè)點(diǎn)分別獨(dú)立監(jiān)測(cè)所在空間位置的風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓；主測(cè)點(diǎn)基于串行通信方式收集從測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，并且負(fù)責(zé)將本桿監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)向分中心轉(zhuǎn)發(fā)或接收指令；由于測(cè)點(diǎn)(20^ (21^ (22)在桿上位置不同，其所監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反映了不同空間高度的風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓特點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求1所述風(fēng)場(chǎng)風(fēng)流分布監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其第一特征是:所有監(jiān)測(cè)桿各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)都在同一時(shí)刻完全同步進(jìn)行，同步采集時(shí)刻由風(fēng)場(chǎng)中心(10)向所有測(cè)桿無(wú)線廣播發(fā)出，各測(cè)桿主測(cè)點(diǎn)向各自從測(cè)點(diǎn)同步啟動(dòng)采集；全場(chǎng)所有數(shù)據(jù)采集同步，使得后續(xù)同步數(shù)據(jù)分析準(zhǔn)確可操作。
4.如權(quán)利要求1所述風(fēng)場(chǎng)風(fēng)流分布監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其第二特征是:全場(chǎng)各點(diǎn)風(fēng)向監(jiān)測(cè)統(tǒng)一基于指南針定標(biāo)；系統(tǒng)在每個(gè)測(cè)點(diǎn)風(fēng)向監(jiān)測(cè)裝置安裝時(shí)都按照指南針統(tǒng)一核定裝置的方向刻度，使得所測(cè)風(fēng)向相對(duì)準(zhǔn)確，系統(tǒng)數(shù)據(jù)可靠性提高。
5.如權(quán)利要求1所述風(fēng)場(chǎng)風(fēng)流分布監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其第三特征是:后臺(tái)管理中心基于全場(chǎng)立體風(fēng)流空間眾多監(jiān)測(cè)點(diǎn)的風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)，可繪制空間風(fēng)流主流場(chǎng)和邊際流場(chǎng)分布圖，為風(fēng)力發(fā)電機(jī)合理布局定位提高發(fā)電效率提供可靠依據(jù)。
6.如權(quán)利要求2所述風(fēng)場(chǎng)風(fēng)流分布監(jiān)測(cè)，每根監(jiān)測(cè)桿上多點(diǎn)監(jiān)測(cè)的主要特征是:風(fēng)速、風(fēng)向監(jiān)測(cè)使用本文作者配套發(fā)明的《一種空間風(fēng)速風(fēng)向一體化監(jiān)測(cè)裝置》，在測(cè)出各該點(diǎn)風(fēng)速的同時(shí)測(cè)出其水平方向角和垂直方向角；為選擇安裝風(fēng)機(jī)主流場(chǎng)位置與空間高度提供依據(jù)，以決策控制風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)建設(shè)成本和發(fā)電效率。
【文檔編號(hào)】F03D11/00GK104481818SQ201410531673
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月8日
【發(fā)明者】賀貴明 申請(qǐng)人:賀貴明