风速风向的解算方法研究

为了提高船舶航行中风速风向的测量精度,提出一种风速风向测量误差解算方法。首先利用WXT520气象仪测量风速和风向,因为这其中包含了舰船的航速、航向以及舰船船体倾斜所引入风速、风向的测量误差,所以需要对其进行解算,包括对水平风速的补偿和真风速解算。利用倾角传感器测量船体的姿态补偿水平风速,根据风的来向,确定测量的数据是否有效,再进一步对这些有效数据进行三角换算,由相对风速测量值求解出相对风速真值;进而利用航速和航向,根据三角关系,解算出真风速和真风向。     

基于Fluent和LSTM神经网络的超声波测风仪阴影效应补偿研究

超声波测风仪因其结构坚固,维修成本低等优点,在气象、生活及农业等领域有着广泛应用。但由于其结构特点造成的阴影效应,会导致其风速测量精度下降,是当前测风领域中不可忽视的问题。针对该问题,提出一种基于Fluent软件以及LSTM长短期记忆神经网络的超声波阴影效应的补偿算法,对不同风速风向以及不同温度下的阴影效应进行补偿。利用Fluent仿真得到样本数据完成LSTM预测模型训练;基于Fluent仿真数据对SVR和MLR等模型与LSTM模型对超声波测风仪阴影效应进行对比实验,验证LSTM算法模型的有效性及优越性;通过风洞数据对LSTM神经网络修正算法的可行性进一步验证。实验结果表明:该算法可对阴影效应所造成的误差进行有效补偿,其精确度得到显著提高,为减小超声波测风仪的阴影效应提供了一定的参考价值。     

二维超声波风速风向传感器设计

风是气象预报中的一个重要的要素,准确地预报风速,对人们的生产生活都有一定的影响。二维超声风传感器是气象与工业中最重要的风速测量方式之一,在传统的超声波测风仪器的基础上,通过测量空气温湿度来进行准确的调节,补偿了雨雾等环境因素的影响,设计一种基于STM32处理器的200 kHz全天候超声测风仪,通过实验证明：该装置可以实现全天候精确测量风速风向,测量误差小。     

基于GA-BP神经网络温漂补偿的十字正交型热温差式测风仪

为准确测量风速与风向,根据十字型导管内上下游温度差求得风速,通过正交分解得到二维空间内任意方向的风速以及风向角,设计了一种十字正交型热温差式测风仪,利用FLUENT 软件对传感器周围的温度场分布进行仿真,搭建了测试平台,对不同环境温度、不同风速下测得的上下游温差数据进行拟合,且提出了一种利用遗传算法优化BP神经网络的算法补偿环境温度引起的测量误差。实测结果表明,十字正交型热温差式测风仪精度较高,在测风领域具有一定的应用价值。     

基于GA-BP神经网络温漂补偿的十字正交型热温差式测风仪

为准确测量风速与风向,本文根据十字型导管内上下游温度差求得风速,通过正交分解得到二维空间内任意方向的风速以及风向角,设计了一种十字正交型热温差式测风仪。利用FLUENT软件对传感器周围的温度场分布进行仿真,搭建了测试平台,对不同环境温度、不同风速下测得的上下游温差数据进行拟合,且提出了一种利用遗传算法优化BP神经网络的算法补偿环境温度引起的测量误差。实测结果表明,十字正交型热温差式测风仪精度较高,在测风领域具有一定的应用价值。     

船舶运动状态下风速风向测量补偿与数字仿真

为了研究船舶运动状态下的风速风向精确测量,设计了一种船舶风速风向动态测量及误差补偿的数字仿真系统。通过对船舶航行状态下的风速风向测量原理进行分析,建立了船舶平面运动的相对风速风向和真风风速风向的解算模型,并根据船舶空间运动的风速风向测量及其误差补偿算法,对船舶横摇、纵摇状态下的风速风向的动态测量和误差补偿进行了数字仿真。数字仿真结果表明,该方法能够消除船舶航行时的运动姿态对风速风向测量带来的影响,为船舶的操纵控制和航行安全提供了精确和可靠的风速风向数据信息。     

基于CFD和BP神经网络的超声测风仪阴影效应补偿研究

风速风向是气象观测的关键性参数,阴影效应对超声测风仪测量风速风向有显著影响.为了消除不同风速风向和温度条件下阴影效应导致的测量误差,结合超声波时差法测风原理提出了一种基于计算流体力学(CFD)仿真和反向传播(BP)神经网络数据处理的阴影效应补偿方法.首先通过CFD仿真软件Fluent对超声测风仪的风场进行模拟分析,获取了受阴影效应影响的风速、风向以及温度样本数据,然后利用这些样本从减小相对误差方面对BP神经网络算法在超声测风仪中应用的性能进行了研究与分析,最后利用超声测风仪风洞实验的测量数据对本文的阴影效应补偿方法的准确性进行了验证.研究结果表明:通过基于CFD和BP神经网络的预测模型对阴影效应进行修正后,测试系统风速风向的测量精度有显著的提升,可满足高精度超声测风的测量需求.本文的研究结果对于高精度超声测风仪的研制有一定的参考价值.     

基于C8051F120的高精度全天候超声测风仪的设计

本文在传统超声波测风仪的基本原理上,通过测量介质中温湿度数据并且进行有效的调节,进而补偿雨雾等环境因素影响,设计了一种具有温湿度传感器的全天候超声测风仪。文中详细阐述了超声测风仪的方法研究和系统结构,通过实验证明该装置可以实现全天候精确测量风速与风向,测量误差2%,为在恶劣环境下超声测风的应用提供了有效的设计方法。     

一种基于石英加速度计的新型温度补偿算法设计

针对基于石英挠性加速度计的倾角传感器在外界环境温差较大、温度快速变化时,测量不准确的问题,采用反正弦法计算角度,应用最大似然估计准确获取采样数据,利用最小二乘法进行数据处理,建立了数据处理和温度补偿两种算法模型,并进行了恒温试验、升温实验、降温实验和温度补偿对比实验.实验结果表明,建立的两种算法模型,解决了外界温度迅速变化时测量不准的难题,提高了传感器的温度适应能力和测量精度.     

基于GNSS-R的反演海面风速技术的研究

对利用全球导航定位系统的海洋反射信号(GNSS-R)反演海面风速的方法进行了研究。GNSS-R技术作为一种新型的、低成本的海洋微波遥感测风技术,与其他测风技术相辅相成,弥补了某些测风手段的不足。文中还讨论了散射信号相关功率模型中的散射截面、多普勒区、等延时区、天线覆盖区四部分函数的定义和性质。使用Elfouhaily海浪谱模型,数值模拟了机载高度下散射信号相关功率的理论波形,在此基础上,又结合机载高度下获得的实测数据反演得到海面风速,反演得到的风速的均值与试验时浮标数据所对应的风速的均值比较相差1.4 m/s,误差在可接受的范围内,反演得到的风速与浮标数据相一致。     

一种自动校准多风表的风洞检测试验装置

针对传统风表校准方式需多次手动调节风量、操作复杂、人工读数与绘图费时费力且校准精度低等问题,设计了一种自动校准多风表的风洞检测试验装置,介绍了该装置的结构及检测试验原理。试验结果表明,该装置风流稳定,可自动调节风量,操作简单,可1次校准多个风表,校准精度高,并能对校准结果进行记录、存储、处理,适合于低、中、高3档多风表自动校准。     

风速风向传感器在风机控制中的应用与研究

研究了多种风速传感器测量风速的原理,比较了各种风速传感器测风速的特点,分析了风力发电对风速测量的要求。并且通过对风杯式风速计测风速的误差分析,得出利用三杯式风速传感器是比较适用于控制风力发电机发电的。并且提出了一种对风速数据处理的新方法,使其更好的用于风力发电的控制。对风力发电控制技术的发展具有重要意义。     

基于单片机的风速风向检测系统设计

介绍了一种风速风向传感器原理,选用LPC921单片机设计了数据采集和数据传输的检测系统,给出了系统硬件电路图和软件流程图,分析了硬件设计和软件编程中的一些问题。     

变桨距风力机特性模拟

变桨距风力机在不同风速下具有不同的运行状态和输入输出关系.文章根据空气动力学理论研究了风力机静动态特性;探讨了不同风速下,变桨距风力机的控制方案及运行状态;根据变桨距风力机不同的运行状态,设计了发电机特性和桨距角控制方案;在matlab/simulink环境下,建立了适应变桨距风力机全状态的模拟系统;在匀速风、阵风、渐...     

微型风速风向传感器研制

阐述了微型风速风向传感器的工作原理,结构设计及工艺研究,该传感器采用硅微机械加工技术制成微悬桥结构,将加热电阻器与感温电阻器排布在悬桥上,降低了功耗,提高了传感器灵敏度,实现低风速风场测量。     

三轴加速度传感器测量空中风技术研究

随着微加工工艺的不断提高,加速度传感器越来越得到广泛地应用。文章首先对探空仪系统在大气流场中的受力状况进行了详细分析,在此基础上建立了利用三轴加速度传感器测量空中风的数学模型,并对空中风矢量进行了解算。通过对试验中的实测数据求解,并与目前空中风测量手段进行比较,验证了该测风方法的可行性。     

计及电压质量的风电场无功主动控制策略研究

随着风力发电的快速发展,电网中风电场并网的数量及规模越来越大,但风电场功率的波动特性会给电网的电压质量及无功控制造成很大的不利影响。为保证风电并网后的电压质量在合格范围内,在对风电机组有功出力特性及无功调节特性分析的基础上,提出了一种新的风电场无功主动分层控制策略。第一层根据负荷预测和风电功率预测获得下一时段的无功功率...     

一种风力发电机组机舱风速修正方法

风力发电机组叶轮后风速因受到叶轮遮挡,以及湍流、尾流等因素的影响,机舱风速仪测得的风速不足以准确反映风力发电机组的功率特性.为此,提出了一种风力发电机组机舱风速修正方法.该方法首先基于风力发电机组的控制策略对机舱风速进行分段,然后通过机舱风速与来流风速的相关性分析,确定拟合函数的类型,最后利用最小二乘法分段拟合得到试验机型机舱风速与来流风速的修正函数.通过实例验证表明:修正之后的风速误差更小,具有一定的实用性.     

风力发电技术及并网运行

介绍风力发电兴起的原因、基本原理、电能储存、离网和并网运行方式和特点,以及恒速恒频风力发电机组的并网运行方法。     

含有多种型号风机的SCADA系统一体化设计及应用

针对目前风场经常含有多种厂家多种型号的风机,监控室内经常存在多套SCADA系统并存的现象,指出开发通用风电场SCADA监控系统的重要性.应用EDPF-CP系统搭建风电场一体化监控平台,该系统支持多种通讯协议,可同时与不同型号风机进行数据通讯.在保证风机数据通讯正常的基础上,EDPF-CP系统应用其数据传参的方式,可为上...