基于二次相关的双阵元接收阵列超声波风矢量测量

针对在低信噪比条件下超声波风速风向测量精度低的问题,提出一种基于二次相关法的双阵元接收阵列超声波风速风 向测量方法。 首先采用由一个超声波发射传感器和两个接收传感器组成的阵列结构,其次在该系统结构基础上给出一种基于 二次相关的超声波传播时间测量方法,利用二次相关算法对噪声抑制更强的性能可有效提高风速风向测量的精度。 最后通过 模拟仿真实验对所提测风方法进行有效性验证,并通过双阵元测风系统进行了实测数据验证。 实验结果表明,基于二次相关算 法的双阵元接收阵列超声波传感器风速风向测量方法具有较强的噪声抑制能力,在实测环境下风速风向最大测量误差分别为 0. 24 m/ s 和 2. 4°,基本达到了超声波测风仪的设计要求。     

用于风力发电的测风系统对比研究

介绍了机械式测风传感器与超声波测风传感器的工作原理,比较了它们的特点,及对风力发电的影响。分别对装有2类测风传感器的风力发电机组进行了运行分析,得出2类测风传感器对应的机组功率曲线增长率。试验结果表明:超声波测风传感器进行风速、风向测量更有利于提高风力发电机组的利用率与稳定性。     

强风环境下腕臂绝缘子雪晶沉积特性仿真分析

中国铁路线大量分布在风区雪区,研究接触网腕臂绝缘子表面雪晶沉积特性,对预防冬季"雪闪"和提高供电可靠性有重要意义。利用有限元仿真软件模拟风速环境下QBG-25型铁路用绝缘子雪晶沉积量,计算绝缘子表面流场速度和静压分布,分析雪晶类型和风速风向对绝缘子表面雪晶沉积的影响。仿真结果表明,在相同风速风向下,雪晶类型对绝缘子表面雪晶沉积量影响较小,其中实心枝状雪晶沉积量最大;绝缘子表面雪晶沉积量在平安装方式下随风速的增大而增大,斜安装方式下随风速的增大呈现先增大后逐渐减小的趋势;当风速为10 m/s、风向在±45°范围内,绝缘子表面雪晶沉积量与风向关系呈现"V"型分布,风向倾角为负角度时,安装方式对雪晶沉积量影响严重;伞裙表面雪晶沉积量随风向倾角的增大而增大,伞裙迎风面雪晶沉积量大于伞裙背风面沉积量。     

基于测风激光雷达的沿海架空输电线路台风观测方法

为研究台风近地层风场的时空变化特征,积累台风期间沿海架空输电线路杆塔的现场风速资料,本文利用国产某扫描型测风激光雷达,开展了1604号强台风“妮妲”登陆期间的局地风场观测。根据雷达风廓线扫描与低仰角水平方位扫描数据反演与分析,验证了沿海输电线路台风观测采用测风激光雷达的适用性。研究结果表明:台风“妮妲”眼区经过观测点所形成的气压时间变化呈现典型的“U”形曲线形态。台风眼壁强风区经过观测点所形成的风速时间变化呈现较为典型的“双峰形”曲线形态。台风眼壁强风区与眼区的风速、风向、阵风系数等随高度的变化差异明显。风速廓线在300 m高度以上明显偏离指数律或对数律廓线形式;受地转效应影响,风向随高度增加出现一定幅度的向右偏转;阵风系数随高度增加、平均风速增大出现下降的趋势。通过分析低仰角水平方位扫描的雷达径向风速分布图能够解析地形对局地风场的影响,不同地形下的输电线路杆塔风速差异明显。     

基于STM32单片机测风系统的设计

随着风能大范围的的利用,提高风能的利用率成为研究的重点,而风速风向的准确性对风能的利用起到了关键性的作用。在周围环境较恶劣的地方,超声波测风装置和其他测风方法比较,可以得到较高的测量风能精度,因此它得到了广泛的应用。文中详细介绍了测风的研究方法和超声波测风系统的电路设计。通过实验证明,该设计可以满足工业的设计要求。     

基于时差法的超声波测风系统的研究

利用时差法超声波测风原理设计了风速风向测量系统,实现了对瞬时风速风向的精确测量,克服了传统测风仪测量精度不高和使用环境受限制等缺点.在硬件设计上,搭建了基于MSP430的硬件电路,通过对信号放大和滤波等处理,提高了系统的抗干扰能力,进一步保证了测量时差的精度.在软件设计中,通过编程实现了对超声波发射和接收控制以及数据的分析处理和显示.实验结果表明,该系统实现了对低空风场情况的精确测量和实时监控,达到了系统低功耗、高性能的设计目标,具有较高的实用价值和应用前景.     

底面加热一侧全开圆柱形腔体对环境风的耦合热损失特性数值模拟

在考虑物性变化的基础上,对环境风(不同风速V和风向角α)下一侧全开圆柱形腔体仅底面受到均匀热流加热时的耦合热损失(对流、辐射和导热)特性进行三维数值模拟,得到了腔体内部和腔体开口面的温度和速度分布以及对流热损失平均努塞尔数Nuc、辐射热损失平均努塞尔数Nur随风速V和风向角α的变化曲线。结果表明:当风向角α=90°时,腔体内部和开口面附近的温度分布和速度分布与无风时十分类似,但风向角为其他值时,其分布规律与无风时差异很大;垂直风(α=90°)时,随着V的增大,Nuc缓慢减小而Nur缓慢增加,其他风向时,随着V的增大,Nuc逐渐增大而Nur逐渐减小;风速不变时,存在临界的风向角α使得Nuc最大,同时Nur达到最小值。     

基于三维超声波阵列的风电场风力瞬变特性测量研究

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。     

风速及风向对复合绝缘子闪络特性的影响

电力系统复合绝缘子闪络故障往往与有风天气状态有关,除因风引起的风偏闪络外,本文统计发现低风速状态下仍存在一定数量的复合绝缘子闪络故障,而目前有关不同风速及风向对复合绝缘子闪络特性的研究数据尚十分缺乏。为了研究风速和风向对复合绝缘子闪络电压的影响,在风洞试验室搭建了工频闪络特性试验平台,来模拟自然界中不同风速和风向,通过复合绝缘子人工闪络试验,获得了不同风速及风向条件下复合绝缘子的闪络电压。结果表明,不同的风向角下复合绝缘子闪络电压会随风速的增加而升高,绝缘子闪络电压受风向角影响明显,风向角越接近90°,闪络电压越高,紫外摄像表明空气流对复合绝缘子闪络的形成和发展起到抑制作用。研究结果有助于指导对复合绝缘子闪络故障的现场分析。     

输电线路上振动强度与风速关系的探究

输电线路受风、雨、雷电等外界环境的影响,其中风灾害最为严重,风对输电线路的影响最为频繁且持续时间较长。输电线路由于受到不同风速的影响,线路上的信号也会发生变化,振动强度是衡量线路上振动信号强弱的物理量。本文采用选取不同风速情况下的实验数据,通过数据处理观察振动强度随时间的变化,分析对比不同天气下相应振动强度的变化规律。结果显示,输电线路上振动强度随时间变化趋势与风速随时间变化整体趋势一致,有着很强的线性相关性。     

基于风速升降特征的短期风电功率预测

为提高短期风电功率预测精度,提出了基于风速升降特征的短期风电功率预测方法。该方法分析风速上升或下降对风力发电的影响,根据风速升降特征,为风速添加标记值,增加训练样本维度,从而提高功率预测精度。用上海某风电场2014年9月至2015年9月数据对算法进行验证,并对比最小二乘支持向量机(LSSVM)、极限学习机(ELM)、遗传BP神经网络(GA-BP)三种方法的预测结果。实验结果表明,在风电功率预测中引入风速升降特征能够明显提高了模型的预测精度,适合风电场的短期功率预测。     

风电场测风数据分析中有关问题的探讨

通过对大量测风数据的计算分析,对其中发现的问题进行了阐明。     

风电场安全风速计算方法研究

在对实测的风速资料进行分析的基础上,采用相应分析方法建立气象站与风场的风速关系,应用Wasp软件模拟计算风场各机位轮毂高度的安全风速,总结出准确计算风电场安全风速的方法,为安全合理地利用风能资源提供可靠的依据.     

基于风机运行数据的风流场校正方法研究

针对利用CFD风资源分析软件自身模型无法完全修正风资源流场模拟计算误差的情况,提出了一种风电场流场校正方法,采用风机实际运行SCADA数据分扇区校正模拟计算风加速因子,并应用WT软件结合实际风电场运行数据进行了实验验证.结果表明经流场校正后,场区区域内的各机位处流场计算结果更加贴近于现场记录的实际风况.所提出的流场校正...     

基于m序列的无串扰超声波测距系统

超声波测距是机器人较为常用的避障方法,但是当多个超声波测距系统同时使用时容易产生串扰的问题。将伪随机码m序列应用在超声波测距系统中,为发射的每一路超声波进行编码,使得发射端所发射的超声波具有可识别性。回波中的编码与本地所发射的超声波编码进行自相关运算,利用m序列良好的自相关特性,判断此回波是有效回波还是干扰回波。系统能有效地识别干扰回波并将其舍弃,从而避免多个超声波测距系统之间发生串扰。实验结果表明,该系统的测距误差小于1.9%。     

基于风速相关性风电场储能容量配置定量研究

为研究风速相关性对风电场储能容量的影响,首先建立了风速ARMA模型,并根据时移技术得到风电机组风速分别呈高度、中度和低度三种不同相关度的风电场的风速时间序列,最后对不同相关度下的风电场的储能容量进行定量分析。结果表明,合理布置风电场能在较好利用风能的情况下有效减少风电储能成本和土地资源的浪费。     

超声波外测液位检测方法研究

在工业生产中，经常需要对封闭容器内各种液体的液位进行精确检测。在分析比较目前广泛采用的超声波液位测量方法的基础上，结合现有方法的优点采用一种计算更简单、操作更方便的超声波外测液位检测法，设计以单片机为核心的超声波外测液位检测系统。通过对封闭容器内水的液位检测实验表明，该系统可靠性强，检测误差小于1mm。此外，通过修改超声波在被测液体不同温度下的传播速度表就可以测量各种液体的液位。