[ni技术]采用ni labview测试 风力涡轮机的噪声排 放

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1、[NI技术]采用NILabVIEW测试风力涡轮机的噪声排放图1.WiFi天线和两个麦克风，放置于地面的反射平面上并覆盖有挡风板WiFiAuthor(s):CarstenThomsen-"我们之所以选择LabVIEW开发环境是由于它与各种NI数据采集模块的无缝集成、出色的信号处理能力以及它能够连接风力涡轮机控制系统的各类数字端口。此外，TDMS数据格式还能够提供一个稳健而高效的解决方案，几乎可以无限量地存储高通道数据。"-CarstenThomsen,TheChallenge:提供一个标准化的测试系统，测量风力涡轮机的噪声影响是否符合IEC61400-11和其

2、他标准。TheSolution:使用NILabVIEW系统设计软件来开发定制化的测量系统，该系统采用NI数据采集模块来测量麦克风、气象桅杆的声音数据以及风力涡轮机运行参数。NoiseLABWind系统每10秒或60秒进行一次快速傅立叶变换(FFT)和1/3倍频程分析，并把分析结果存入“风箱”中。后处理模块通过对采集的数据进行监测统计、编辑数据和数据分类后来计算出声功率和声级。模块还可确定音调容量以及计算总体测量不确定度。NoiseLAB风电系统的主要目标是风力涡轮机能够获得IEC61400-11标准的正式认证。因此，软件本身及其相关开发流程必须要能经得起外部机

3、构的审查。NI产品包括校准图、麦克风数字化仪，NIL软件中包含相关的声学分析程序。它们均符合第1类测量精度，这对整个认证过程是非常有帮助的。当计划建立新的风力发电厂时，噪声排放便成为关键性的考虑。工程师必须根据气象条件与地势因素，提出最优的风力发电厂布局方案，以尽量降低噪音对周遭环境的影响。五年多前，位于丹麦Hørsholm的DELTA公司就开发了一款定制化的内部测量系统，用来对丹麦国内外主要制造商的风力涡轮机进行认证，并帮助工程师设计出符合相关标准的风力发电厂。第二代NoiseLAB风电系统融合了第一代系统的经验，目前已可供出售。IEC61400-11Ed.

4、3(2012)标准提供了一个统一的方法来测量不同风速下风力涡轮机的噪声排放，便于不同涡轮机之间的比较。风力涡轮机制造商采用该标准可以规范噪声排放，客户则可以采用这些标准测试产品是否达标。这些测试需要测量声功率等级、1/3倍频程带级以及各风速下的音调。采用NI平台开发测量系统在DELTA公司，我们使用NI9234动态信号采集模块采集声学数据，并通过NI9215模拟输入模块采集风力涡轮机和气象桅杆的模拟数据。我们将麦克风放置在地面的一块板上，并用符合IEC61400-11标准的专用二级挡风玻璃遮住它。该挡风玻璃可降低麦克风里的风速和由风引起的噪声，从而提高信噪比，

5、尤其是低频率时的信噪比。系统还提供了各种接口，可用于连接风力涡轮机的风速计以及风力涡轮机控制系统，以便实时记录运行参数。麦克风通常会放置在离涡轮机较远的地方，麦克风之间也彼此相隔较远，这样会产生非常繁琐的布线和安装问题。而这一问题反而促使工程师开发了无线麦克风连接解决方案，其实现采用了NI单槽802.11WiFi机箱以及和模块。但是我们在实现150米以上的远距离可靠无线传输上遇到了巨大的挑战。为了找到可靠的WiFi设备，将采集的数据传输回距离远达1000米的数据采集电脑，我们对多家制造商的WiFi路由器进行了大量的测试。我们最终搭建了一个并行WiFi系统，可允

6、许从iPad上远程访问NoiseLAB风电系统。原始数据会经过多个阶段的处理，每个阶段通过收听特定频道或查看选择的波形以及相关波谱（1/3倍频程和FFT）来提供实时监控。与此同时，我们采用技术数据管理流(TDMS)格式来同步数据并进行时间标识，TDMS是一种高性能波形存储格式，在遇到系统崩溃时，该格式具有多种功能。与同步原始波形存储并行进行的是，FFT和1/3倍频程频谱的计算和磁盘写入，通常采用与风箱10秒或60秒周期相匹配的积分周期。然后测量数据以串行方式写入一个简单的文本文件中，该文本文件在测量过程结束时转换为相应的电子表格格式。根据针对特定风力涡轮机的预

7、加载功率曲线，我们计算了大量风力涡轮机和基于风速的参数，包括轮毂高度处的风速预估值和涡轮机功率。在测量过程中我们可以随时查看实时参数或记录参数的散点图，可以从20多个参数中选择任意两个参数之间的散点关系图。此时，TDMS格式提供了很大的优势，因为它可以同时执行多个流程来安全地访问同一数据文件，即使该文件以高速写入磁盘。我们之所以选择LabVIEW系统设计软件来开发NoiseLAB风电系统软件是由于它在数据采集、信号处理、数据储存格式和常用处理功能方面表现出的高灵活性。AuthorInformation:CarstenThomsenVenlighedsvej42

8、970HørsholmDenmarkT