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

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于，提供一種新型的風電場能量測量系統(tǒng)，所要解決的技術(shù) 問題是使其能夠根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算出風電場風電機組應(yīng)發(fā)電量，可進行風電機組功率曲 線驗證和風電場能效考核，用于驗證風電機組的設(shè)計指標或風電場發(fā)電表現(xiàn)評估及能效測 量，并且測試方便、功能齊全，從而更加適于實用。 本實用新型的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本實 用新型提出的一種風電場能量測量系統(tǒng)，包括溫度傳感器、濕度傳感器、大氣壓力傳感器、 測風儀、數(shù)據(jù)采集器和遠程計算機，其中，溫度傳感器、濕度傳感器、大氣壓力傳感器和測風 儀與數(shù)據(jù)采集器之間，以及數(shù)據(jù)采集器與遠程計算機之間采用通信方式連接。 本實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)措施來進一步實現(xiàn)。
系統(tǒng)，所述的測風儀為激光雷達測風儀。 系統(tǒng)，所述的測風儀與數(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濾波、
系統(tǒng)，所述的數(shù)據(jù)采集器還包括GPS同步時鐘。
系統(tǒng)，所述的測風儀自帶處理器。
系統(tǒng)，所述的數(shù)據(jù)采集器設(shè)有兩個RS232或RS485串 前述的一種風電場能量 前述的一種風電場能l 方式連接。 前述的一種風電場能j 前述的一種風電場能』 存器。 前述的一種風電場能j 放大電路和AD轉(zhuǎn)換電路。 前述的一種風電場能i 前述的一種風電場能i 前述的一種風電場能』行通信接口 ，和一組AD轉(zhuǎn)換接口 ，測風儀和遠程計算機通過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。 前述的一種風電場能量測量系統(tǒng)，所述的遠程計算機與數(shù)據(jù)采集器之間以CDMA 或GPRS的方式無線通信連接。 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比至少具有以下明顯的優(yōu)點和有益效果 1、本實用新型一種風電場能量測量系統(tǒng)，具有功率曲線驗證功能，一方面可以驗
證生產(chǎn)廠家的設(shè)計指標，有助于指導提高機組設(shè)計單位的設(shè)計性能，另一方面可以保證投
資商應(yīng)該享有的合法權(quán)利。 2、本實用新型一種風電場能量測量系統(tǒng)，具有應(yīng)發(fā)電量和實發(fā)電量的比較功能， 通過曲線比較，當發(fā)現(xiàn)風電機組實發(fā)電量較低時，可以及時分析故障的根源所在，提高電能 產(chǎn)出，也可以作為風電場運行質(zhì)量的考核依據(jù)。 3、本實用新型一種風電場能量測量系統(tǒng)，具有風向標和風速儀的精度驗證功能， 可以防止由于對風不準、風速不準引起的產(chǎn)出下降。 4、本實用新型一種風電場能量測量系統(tǒng)，具有風資源情況統(tǒng)計功能，便于用戶了
解風電場的風資源情況，有助于制定年度計劃，并對風電場進行投資后評估。 5、本實用新型一種風電場能量測量系統(tǒng)，具備上述實用功能，并且測試方便，具有
產(chǎn)業(yè)利用價值，適于業(yè)界廣泛推廣使用。 綜上所述，本實用新型一種風電場能量測量系統(tǒng)，能夠根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算出風電 場風電機組應(yīng)發(fā)電量，可進行風電機組功率曲線驗證和風電場能效考核，用于驗證風電機 組的設(shè)計指標或風電場發(fā)電表現(xiàn)評估及能效測量，并且測試方便、功能齊全。本實用新型具 有上述諸多優(yōu)點及實用價值，其不論在裝置結(jié)構(gòu)或功能上皆有較大的改進，在技術(shù)上有顯 著的進步，并產(chǎn)生了好用及實用的效果，從而更加適于實用。 上述說明僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了能更清楚了解本實用新型的技術(shù) 手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為讓本實用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu) 點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。

圖1是本實用新型一種風電場能量測量系統(tǒng)的系統(tǒng)組成框圖。
具體實施方式
為更進一步闡述本實用新型為達成預定實用新型目的所采取的技術(shù)手段及功效，
以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本實用新型提出的一種風電場能量測量系統(tǒng)其具體實 施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如后。 請參與圖1所示，本實用新型一種風電場能量測量系統(tǒng)，主要由溫度傳感器、濕度 傳感器、大氣壓力傳感器、測風儀、數(shù)據(jù)采集器和遠程計算機組成。溫度傳感器、濕度傳感 器、大氣壓力傳感器和測風儀與數(shù)據(jù)采集器之間，以及數(shù)據(jù)采集器與遠程計算機之間采用 通信方式連接。 其中，測風儀優(yōu)選激光雷達測風儀。激光雷達測風儀為便攜式設(shè)備，自帶處理器并
4配有通信接口 ，不用設(shè)立專門的測風塔，不受地形等條件的影響，其具備的激光雷達全方位 掃描功能可以從一個點覆蓋到多個風機位置，所測風速結(jié)果表征的是一個體積空間而不是 一個點，可以方便的測量最少2000m范圍內(nèi)的風況數(shù)據(jù)，以及多臺風電機組位置的風速、風 向、風切變、尾流等風資源數(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 處理。數(shù)據(jù)采集器的存儲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3個月的有效數(shù)據(jù)，防止數(shù)據(jù)的丟失。此外，還可為數(shù)據(jù)采集器配備信號濾波、放大 電路、采集模擬量信號的AD轉(zhuǎn)換電路和GPS同步時鐘。 GPS同步時鐘可使預處理過的數(shù)據(jù)帶有時間標簽，遠程計算機通過時間同步，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 的數(shù)據(jù)不存在時間上的差別，因而可以減少數(shù)據(jù)采集器的負擔，以及溫度傳感器、濕度傳感 器、大氣壓力傳感器、測風儀等測量傳感器的數(shù)量和測量點數(shù)，安裝更為方便，在同一時間 對雷達測風儀測量范圍內(nèi)的多臺風機進行驗證與測量比對，還可以對風機機艙頂部安裝的 風速儀、風向標進行功能和精度驗證，使系統(tǒng)更加實用。 較佳的，可為數(shù)據(jù)采集器設(shè)置兩個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RS232或RS485接口與測風儀無線通信連接，采集測風儀的測 量數(shù)據(jù)。由于本實用新型采用了雷達測風技術(shù)，可以直接測量復雜地形上空的風況數(shù)據(jù)， 測得的數(shù)據(jù)已經(jīng)是包含了地形地貌、地面障礙物、鄰近風電機組的影響，因此不需要校正計算。 數(shù)據(jù)采集器的另一個RS232或RS485接口與遠程計算機以CDMA或GPRS的方式無 線通信連接，實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器與遠程計算機的數(shù)據(jù)交換。采用無線通信方式，不僅方便 了系統(tǒng)的安裝，還利于將一個系統(tǒng)應(yīng)用于多個風電場項目的功率曲線驗證和能效測試。 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。由于本系 統(tǒng)沒有設(shè)立專門的測風塔，上述傳感器不能安裝在和輪轂同樣高度的位置，為了計算風力 發(fā)電機組的功率曲線，需要采用輪轂高度的空氣密度，所以測得的信號需要按照相關(guān)標準 進行校正后才能使用。 本實用新型一種風電場能量測量系統(tǒng)，其遠程計算機通過無線或光纖通信獲取經(jīng) 數(shù)據(jù)采集器預處理的數(shù)據(jù)，通過TCP/IP協(xié)議和SCADA系統(tǒng)通信，獲取風電機組的功率、風 速、風向、并網(wǎng)情況等數(shù)據(jù)，不僅能夠同時測算出多臺機組的功率曲線和能效情況，還可結(jié) 合其它傳感器測量的溫度、濕度、大氣壓力、輪轂中心海拔高度等參數(shù)，按照IS02533(標 準大氣壓)標準計算出所測風電機組輪轂高度的空氣密度，根據(jù)所測量的風速參照GB/T 18451. 2-2003 (風力發(fā)電機組功率特性試驗)標準規(guī)定的計算方法，從而實現(xiàn)風電機組功 率曲線的驗證。激光雷達測風儀還可根據(jù)采集數(shù)據(jù)和風電機組設(shè)計功率曲線計算測量區(qū)域 內(nèi)風電機組的應(yīng)發(fā)電量，用于機組性能考核和運行優(yōu)化分析。此外，遠程計算機可根據(jù)所測 數(shù)據(jù)自動生成各種曲線和圖表，如風頻曲線、風向玫瑰圖、風速玫瑰圖、風能量玫瑰圖、成布 爾分布曲線等；為了評判風電機組的運行性能，還可以生成各種對比曲線，如應(yīng)發(fā)電量和 實發(fā)電量對比、機艙風速儀和雷達測風儀風速對比、測量年發(fā)電量和實際年發(fā)電量對比等，為運行人員或技術(shù)管理人員優(yōu)化運行、故障分析并制定提高能量產(chǎn)出的技術(shù)措施和管理措 施等提供科學依據(jù)。 以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上 的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，當可利用 上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，均仍屬于本實用新型 技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種風電場能量測量系統(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、測風儀、數(shù)據(jù)采集器和遠程計算機，其中，溫度傳感器、濕度傳感器、大氣壓力傳感器和測風儀與數(shù)據(jù)采集器之間，以及數(shù)據(jù)采集器與遠程計算機之間采用通信方式連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風電場能量測量系統(tǒng)，其特征在于所述的測風儀為激光 雷達測風儀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種風電場能量測量系統(tǒng)，其特征在于所述的測風儀與數(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所述的一種風電場能量測量系統(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所述的一種風電場能量測量系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集器的 存儲器為大容量非易失寄存器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風電場能量測量系統(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所述的一種風電場能量測量系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集器還 包括GPS同步時鐘。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風電場能量測量系統(tǒng)，其特征在于所述的測風儀自帶處理器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l-8任一權(quán)利要求所述的一種風電場能量測量系統(tǒng)，其特征在于所述 的數(shù)據(jù)采集器設(shè)有兩個RS232或RS485串行通信接口 ，和一組AD轉(zhuǎn)換接口 ，測風儀和遠程 計算機通過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所述的一種風電場能量測量系統(tǒng)，其特征在于所述的遠程計算機 與數(shù)據(jù)采集器之間以CDMA或GPRS的方式無線通信連接。
專利摘要本實用新型是有關(guān)于一種風電場能量測量系統(tǒng)，包括溫度傳感器、濕度傳感器、大氣壓力傳感器、測風儀、數(shù)據(jù)采集器和遠程計算機，其中，溫度傳感器、濕度傳感器、大氣壓力傳感器和測風儀與數(shù)據(jù)采集器之間，以及數(shù)據(jù)采集器與遠程計算機之間采用通信方式連接。本實用新型一種風電場能量測量系統(tǒng)，能夠根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算出風電場風電機組應(yīng)發(fā)電量，可進行風電機組功率曲線驗證和風電場能效考核，用于驗證風電機組的設(shè)計指標或風電場發(fā)電表現(xiàn)評估及能效測量，并且測試方便、功能齊全。
文檔編號G01M15/00GK201489125SQ200920172938
公開日2010年5月26日 申請日期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 申請人:北京中能聯(lián)創(chuàng)風電技術(shù)有限公司