风电场风能资源测量系统

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中文摘要：本文介绍了一种新型的风电场风能资源测量系统.该系统采用现场总线、数据采集、无线通讯等技术，采用模块化设计对风电场风能资源评估所需的气象要素进行测量，生成符合国家标准的数据报告. 该系统主要由通讯调度及数据中心站和分布于各地的测风数据采集子站组成.其中分布于各测量点的数据采集子站，主要负责实时自动采集当地测风塔的各层方向、风速、标准偏差和当地的温度、气压等参数，并进行运算、处理、工程量转换、对每十分钟的数据进行存储、按中心站要求发送数据；中心站主要负责定时读取和实时接受网络中的各数据采集子站的数据，并把这些数据汇总，统一存档，可以补要其中各台站的存储数据、设置各台站的数据采集器参数.同时具有数据显示、数据存储、编制报表等功能. 通讯方式上，可以采用有线电话拨号网络、GSM无线拨号网络、GPRS无线网络、CDMA无线网络等多种方式.考虑到这种网络中测风数据采集子站较少，因此采用有线电话或无线电话拨号方式较为经济实用.本文中介绍的系统基于中国移动的GSM无线拨号网络.中心站及各外站数据采集子站均装有GSM MODEM，由中心站计算机按照用户设置的通讯时间间隔定时地采用拨号轮询的方式，分别与外站的GSMMODEM建立连接，然后进行通讯，通讯完成后，由中心站计算机负责挂断. 该系统的主要功能: ●中心站资料的显示、查询、生成报表；中心站资料的检查、补要； ●中心站设置各外站的数据采集器参数； ●中心站自动监测各外站仪器运行状态； ●中心站自动收集各外站的气象数据，并保存； ●各外站数据采集器自动采集各层风向、风速及温度、气压等要素值，并自动存储；系统组成简介: 系统中心站软件设计，中心站软件主要包括两个部分:风电场风能资源测量系统软件及数据处理软件. 风电场风能资源测量系统软件主要包括:显示、通讯、存储、子站基本参数设置、数据补要、数据查询等功能. 数据处理软件主要用于:处理保存在计算机内各台站的原始数据，并按照风电场风能测量标准生成符合标准要求的《现场测量逐十分钟原始数据报告格式》和《现场测量逐小时原始数据与极大风速数据报告格式》.这两个报告主要用于风电场风能的分析与评估.同时按照气象用户的要求生成符合气象业务使用的《逐十分钟气象数据》、《逐时气象数据》、《逐日气象数据》等气象专用数据文件.这些数据文件中的各项数据均通过"，"间隔，可以通过EXCEL读取，并进行分析计算. 系统数据采集子站，安装于各风场内的测风塔上，实时测量各气象要素，子站由多个智能测风单元、数据采集器、电源部件、GPRS Modem等组成.其主要功能是将设定梯度风参数进行自动观测、采集、运算、处理、工程量转换、数据存储、按中心站要求发送数据；智能测风单元和风向风速传感器每层一套，它与采集器之间采用现场总线方式通讯连接，其数量可满足在1200m内任意布设要求，并通过GSM MODEM与中心站通讯. 系统数据采集子站工作原理:测风塔上的每层风向、风速的变化引起风向、风速传感器输出的电量产生变化，经过相应的电路，转换成标准的数字量，然后由智能风单元的CPU按时序采集、计算，得到实时值，并将该值处理后，按照一定的格式和时间间隔存入数据区中.数据采集器通过现场总线向各智能测风单元发送同步信号，从而保证智能测风单元的时间同步性，然后每间隔十分钟定时读取智能测风单元的数据，同时采集温度及气压数据.将这些数据存入数据采集器内存储卡内. 本文介绍的风电场风能资源测量系统其设计符合国家标准.可以采集风电场风能资源分析和评估所需的数据，同时为气象部门拓展气象服务领域提供有效的手段，在气象服务领域具有广阔的发展空间.

作者：

雷勇、涂满红、朱成欣

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作者单位：

中国气象局大气探测中心,北京,100081

上海长望气象科技有限公司,上海,201209

关键词：

风能资源梯度测风现场总线测量系统风电场数据采集气象要素

主办单位：

中国气象学会

会议名称：

中国气象学会2006年年会

会议时间：

2006-10-01

会议地点：

成都

会议母体文献：

中国气象学会2006年年会论文集

页码：

77-78

出版时间：

2006