基于三维超声波阵列风电场风力瞬变特性测量研究

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1、第4O卷第13期电力系统保护与控制Vol_40NO．132012年7月1日PowerSystemProtectionandControlJuly1，2012基于三维超声波阵列的风电场风力瞬变特性测量研究周封，李翠，王晨光(哈尔滨理工大学电气与电子工程学院，黑龙江哈尔滨150080)摘要：风能资源评估和风电功率预测等除需要平均风速数据外，还需要对风力的瞬变特性进行准确的测量和分析分析了风力瞬变特性对风电场的影响，为能够准确测量垂直切变、湍流等风力的瞬变特性，提出利用三对超声波换能器构成三维阵列的风力瞬变特性测量方法。采用时差法，通过设计超声波换能器阵型排布及各部分电路，建立风力

2、参数计算模型；在准确测量传统的风速和风向参数基础上，进一步实现了实时的风力瞬变参数特性测量。采用该方法进行了三个测风塔的长期连续风力特性数据采集，据此研究了风切变和湍流对风电场的影响，进而为风电机组选型和风电场选址提供依据。关键词：超声波风速仪；三维风速风向测量；时差法；风切变；湍流ResearchonwindtransientcharacteristiCSmeasurementbasedon3DnItrasonicformationforwindfarmZHOUFeng，LICui，WANGChen—guang(CollegeofElectrical＆ElectronicE

3、ngineering，HarbinUniversityofScienceandTechnology，Harbin150080，China)Abstract：Assessmentofwindresourcesandwindpowerpredictionneedstheaveragewindspeeddataaswellastheaccuratemeasurementandanalysisofthewindtransientcharacteristics．Theinfluenceoft}lewindtransientcharacteristicsonwindfarmiSanaly

4、zed．Toaccuratelymeasurethetransientcharacteristicsofwindshearandturbulence，threepairsofultrasonictransducersareusedtomeasure3Dwindtransientcharacteristics．ThecalculationmodelofwindparametersiSestablishedbythedesignoftheultrasonictransducers’formationandeachpartofthecircuitusingthetime．difer

5、encemethod．Furthermore．therea1．timewindtransientcharacteristicsparametersmeasurementisrealizedbasedontheaccuratemeasurementofthewindspeedanddirection．Threewindtowers’continuouswindcharacteristicsdataalecollectedbythismethodforalongtime．Theinfluenceofthewindshearandturbulenceonwindfarmisrese

6、arched，accordingtowhichthetypeofthewindturbineandthesiteofwindpowerplantcouldbeeasilychosen．Keywords：ultrasonicanemometer；3Dwindspeedmeasurement；time．diferentmethod；windshear；turbulence中图分类号：TM614文献标识码：A文章编号：1674—3415(2012)13．0127．08声波风速计【9。杯状风速计和翼状风速计使用方0引言便，但其惰性和机械摩擦阻力较大，只适合于测定随着能源危机和现有能源

7、的使用给环境带来的较大的风速。热敏风速计应用过程中需要人为的干污染，加之日本核泄漏引发的全球核信任危机，被预，而且此仪表在湍流中使用时，来自各个方向的称为绿色清洁能源的风能越来越受到世界各国的的气流同时冲击热元件，会影响到测量结果的准确性。青睐。风能就是空气流动所产生的动能，风资源的现阶段常采用基于超声波传播速度受风速影响而增品质影响着风力机的运行。风具有瞬变性即随机减原理制成的超声波风速仪表，与其他各类仪表相性Llj，表现为在时间和空间上的分布不均，包括风比较，其优势在于：安装简单，维护方便：不需要的