
传统测风方式主要靠测风塔,通常它在不同高度搜集风速、风向、风压等信息。但测风塔在很多场景条件下会受限制,比如高度受限、生态影响红线区、地域属性影响不让布设、风机机位选址受限,布设成本高等等,这些局限性让风能资源的评估和预测变得困难和无从下手。



本篇聚变小编就复杂受限测风场景敞开论坛,隆重介绍我司又一主推测风方案产品-地基式测风激光雷达,它是基于多普勒频效应和VAD扫描矢量合成技术,能够精准测量雷达正上方30-300米范围内的风速和风向,并通过传感器模块实时获取温度、湿度、气压等参数,具有测量精度高、系统性能稳定、易维护、数据安全可靠以及灵活部署等显著优势,能够精准完成风资源评估工作,为风电场的规划与建设提供精准可靠的数据支撑。
地基式测风激光雷达它的工作原理如下图所示:

光纤激光器产生的信号光通过光学天线发射到待测空气中,与其中的气溶胶颗粒作用产生包含其速度信息的后向散射信号。由多普勒原理可知,回波信号的多普勒频移 fd与气溶胶颗粒运动速度(即风速)成正比,因此光学天线接受到的后向散射信号通过和系统内光纤激光器产生的本振光拍频和数字解调,即可处理得到待测目标的风场信息。

产品系统结构组成:
地基式测风激光雷达分为激光发射系统、激光接收单元、电控和信息处理单元、通信模块和供电系统构成:
激光发射系统和激光接收单元是地面式激光雷达测风仪系统的核心部件,主要实现激光遥感探测的功能,包括激光器、光学收发天线以及控制电路。
电控和信息处理单元是整机信号采集和处理核心模块,主要包括信号探测模块,高速数据处理单元,数据存储模块,以及维持系统有效可靠工作的整机环控和主控系统。
供电系统和通信模块主要保障整机的电源供应稳定和数据的有线/无线传输。系统工作流程:
1)系统上电,主控系统工作,各子模块上电自检,环控系统开始工作,激光器预热。
2)激光器发出本振激光与信号光,激光信号光通过望远镜发射向指定方位。
3)激光信号光遇到大气气溶胶发生后向散射后,由望远镜接收后向散射激光信号,与激光本振光共同进入探测器实现相干探测。
4)探测器完成相干探测并将信号转换为电信号,由模数转换器(AD)中完成信号数字化操作,进入线程可编程逻辑门阵列(FPGA)进行快速傅里叶变换(FFT)等信号处理流程,进行频谱分析,得到风速信息。
5)风速信息通过通信线缆传入数存单元中,进行存储,并按照协议格式和接口向外发送。
6)环境控制系统持续工作,控制整机系统的温度,保证雷达在指标的温度范围内都可以正常工作并保证器件寿命。
7)状态监控系统监控雷达系统各个子模块的工作状态,并处理所有工作异常情况。在工作异常无法恢复时,及时通知雷达主控系统和外部客户系统。

产品设计特点及优势
高精度:风速精度高达0.1m/s和风向精度高达1°
大量程:测量高度30-300m,12个自定义高度层
全天候:无惧野外的恶劣环境,可在零下40℃下正常使用
测量要素多:测量要求除了涵盖测风塔风速,风向,温湿,还包括风剪切,湍流
易维护:维护简单快捷,无安全生产风险
数据安全:数据专用加密软件,无数据泄露等经济和政策风险,安全可靠灵活部署:小巧轻便,适应各种地形环境,只需一天即可投入使用
灵活配置:无线连接灵活实现配置下发和数据传输
运输:灵活便携,方便运输,有专用航空包装箱。
非接触测量:便捷快速,行业领先
高时空分辨率
内置CPS防盗系统
有测风数据管理平台系统的能力,并提供免费接入服务

应用领域
1)风资源评估:
可提供定制化测风一站式服务
相较传统的测量方式,测量精度更高,更快捷、灵活、安全无需征地、立塔、拆除等,更快捷、经济
精准评估风资源,避免客户投资
2)微观选址及复核:
在复杂地形及冰冻地区测风优势明显
测量精度高,省去征地繁琐步骤,测量更快捷、灵活,成本更低
多点位的复核大大提高风机选址的科学性,保证风机的运行安全性,精准评估发电量
3)风功率预测系统:
激光雷达测风更精准
可以根据需要变更安装地点,安装方便,无需校正
能够长时间安全、稳定地运行
配合风功率预测软件能够更加精确预测风功率,避免客户受到电网考核,保证收益
4)风机/风场性能评估:
样机认证与测试
风电擦功率曲线测试
灵活选取或者改变测风点位,重复使用,避免一次性测风塔的投入测量高度可以覆盖整个风轮,更加科学准确
5)气象探测:
气象探测及环境监控,大气物理研究
风廓线测

激光测风雷达可同时测得不同高度的水平风速、垂直风速、风向数据、入流角等风场信息,具有测量精度高、分辨率高、探测范围广、响应速度快等优势。对于复杂地形情况,采用该方案,对获取准确的风场信息有重要意义。

我们以先进的激光技术和核心技术研究为驱动,为客户提供优质、精准、多维度的解决方案,持续推动风能行业的技术进步。

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