CN103336317A - 一种具有气象数据实时无线传输功能的测风塔 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有气象数据实时无线传输功能的测风塔，包括气象传感器、数据采集器、数据发送终端、系统电源及数据中心站，所述系统电源为数据采集器供电，所述数据采集器采集气象传感器的数据信息，该数据采集器装采集到的数据信息传输给数据发送终端，数据发送终端采用GSM/GPRS通信方式将采集到的数据信息发送给数据中心站。本发明提供了一就实时监测风资源、构建测风网络、并具备气象数据实时无传输功能的测风塔。
Description
技术领域
本发明属于风电发电及风资源监测技术领域，具体地，涉及一种具有气象数据实时无线传输功能的测风塔。
背景技术
我国风电进入规模化发展阶段以后所产生的大型风电基地多数位于“三北地区”（西北、东北、华北），大型风电基地一般远离负荷中心，其电力需要经过长距离、高电压输送到负荷中心进行消纳。由于风资源的间歇性、随机性和波动性，导致大规模风电基地的风电出力会随之发生较大范围的波动，进一步导致输电网络充电功率的波动，给电网运行安全带来一系列问题。
因此，需要建设具有实时风资源监测能力的一系列测风塔，构成测风网络，从而对风资源进行实时监测，以提高风电功率预测的准确性，从而使调度人员及时调整计划出力，保障电网安全稳定运行。
目前，已有的测风塔多是由传感器采集到气象信息后传入存储器中，以供研究人员对该地区气象情况进行分析。但用于构建测风网络同时具备气象数据实时无线传输功能、用于对千万千瓦级风电基地进行风资源实时监测的测风塔尚未见相关专利。
发明内容
为了实时监测风资源、构建测风网络、并具备气象数据实时无传输功能，本发明提供一种具有气象数据实时无线传输功能的测风塔。
本发明的目的通过以下技术方案来具体实现：
一种具有气象数据实时无线传输功能的测风塔，包括气象传感器、数据采集器、数据发送终端、系统电源及数据中心站，系统电源为数据采集器供电，数据采集器采集气象传感器的数据信息，该数据采集器装采集到的数据信息传输给数据发送终端，数据发送终端将采集到的数据信息发送给数据中心站。
进一步地，所述气象传感器还包括：风速传感器、风向传感器、温湿度传感器及气压传感器。
进一步地，所述系统电源还包括：太阳能电池及铅酸蓄电池，所述太阳能电池及铅酸蓄电池分别为数据采集器供电。
优选地，如权力要求1所述的具有气象数据实时无线传输功能的测风塔，其特征在于，所述数据采集器至少包括，NARI ACS300-MM型号芯片；
所述数据发送终端采用具有GSM/GPRS通信方式的无线通信模块。
优选地，所述风速传感器至少包括，SECOND WIND C3型传感器；
所述风向传感器至少包括，SECOND WIND PV1型传感器；
所述温湿度传感器至少包括，HC2-CP02-ACT-PVC型传感器；
所述气压传感器至少至包括，SUTRON ST23-5600-0120-1型气压计。
优选地，所述铅酸蓄电池为固体卷绕纯铅酸蓄电池
所述太阳能电池为峰值功率为80W的单晶太阳能电池板。
本发明测风塔上所装配的气象传感器、数据采集器、设备固定支架、供电模块及通讯模块都应具备较好的鲁棒性，具备使用期间维护量极小、无需用户进行风速风向的参数标定等特点。数据采集器具备定时自动重启功能（防死机）及远程控制功能，设备固定支架应坚固耐风沙耐腐蚀，可抵御40m/s以上的风速，供电模块所采用的电池应具备野外工作环境，具有良好的充放电性能等。以达到千万千瓦级风电基地风资源实时监测的的要求。
附图说明
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明实施例所述一种具有气象数据实时无线传输功能的测风塔的系统框图。
具体实施方式
如图1所示，本发明实施例所述的一种具有气象数据实时无线传输功能的测风塔，包括气象传感器、数据采集器、数据发送终端、系统电源及数据中心站，系统电源为数据采集器供电，数据采集器采集气象传感器的数据信息，该数据采集器装采集到的数据信息传输给数据发送终端，数据发送终端采用GSM/GPRS通信方式将采集到的数据信息发送给数据中心站。
气象传感器还包括：SECOND WIND C3型风速传感器、SECOND WIND PV1型风向传感器、瑞士罗卓尼克HC2-CP02-ACT-PVC型温湿度传感器及SUTRON ST23-5600-0120-1型气压传感器。
系统电源还包括：SFP80-18 80W单晶太阳能电池及双登启动型6-SPB-12V75Ah固体卷绕纯铅酸蓄电池，SFP80-18 80W单晶太阳能电池及双登启动型6-SPB-12V75Ah固体卷绕纯铅酸蓄电池分别为数据采集器供电。
数据采集器为NARI ACS300-MM型号芯片；
数据发送终端为具有GSM/GPRS通信方式的倚天ETPro201Ai GPRS无线通信模块。
测风塔采集的具体数据量为：
1）100m高度风速、风向；
2）90m高度风速、风向；
3）70m高度风速、风向；
4）50m高度风速、风向；
5）30m高度风速、风向；
6）10m高度风速、风向、温度、湿度。
其中100m用于测风塔塔顶风速风向，90m用于监测3MW风电机组轮毂高度风速风向、70m用于监测1.5MW风机轮毂高度风速风向，50m用于监测某些早期kW级风电机组轮毂高度，30m用于风速数据降尺度分析，10m用于监测地表风速。
测风塔主要监测的气息要素类型如下。
1）1min平均风速、风向：每秒采样一次，自动计算和记录每1min的平均风速及风向。
2）小时平均风速、风向：通过1min平均风速、风向值获取每小时的平均风速及风向。
3）风速标准偏差：计算每3s采样一次的风速的标准差。
4）最大风速：每3s采样一次的风速的最大值。
5）最小风速：每3s采样一次的风速的最小值。
6）风向标准偏差：计算每3s采样一次的风向的标准差。
7）最大风向：每3s采样一次的风速的最大值。
8）最小风向：每3s采样一次的风速的最小值。
9）风向区域：所记录的风向都是某一风速在该区域的瞬时采样值。风向区域分16等分
时，每个扇形区域含22.5°；也可以采用多少度来表示风向。
10）温度：每1min采样并记录采集现场的环境温度。
11）相对湿度：每1min采样并记录采集现场的环境湿度。
12）气压：每1min采样并记录采集现场的气压。
本发明测风塔上所装配的气象传感器、数据采集器、设备固定支架、供电模块及通讯模块都应具备较好的鲁棒性，具备使用期间维护量极小、无需用户进行风速风向的参数标定等特点。数据采集器具备定时自动重启功能（防死机）及远程控制功能，设备固定支架应坚固耐风沙耐腐蚀，可抵御40m/s以上的风速，供电模块所采用的电池应具备野外工作环境，具有良好的充放电性能等。以达到千万千瓦级风电基地风资源实时监测的的要求。
Claims (6)
1.一种具有气象数据实时无线传输功能的测风塔，包括气象传感器、数据采集器、数据发送终端、系统电源及数据中心站，其特征在于，所述系统电源为数据采集器供电，所述数据采集器采集气象传感器的数据信息，该数据采集器装采集到的数据信息传输给数据发送终端，数据发送终端采集到的数据信息发送给数据中心站。
2.如权利要求1所述的具有气象数据实时无线传输功能的测风塔，其特征在于，所述气象传感器还包括：风速传感器、风向传感器、温湿度传感器及气压传感器。
3.如权利要求1所述的具有气象数据实时无线传输功能的测风塔，其特征在于，所述系统电源还包括：太阳能电池及铅酸蓄电池，所述太阳能电池及铅酸蓄电池分别为数据采集器供电。
4.如权利要求1所述的具有气象数据实时无线传输功能的测风塔，其特征在于，所述数据采集器至少包括，NARI ACS300-MM型号芯片；
所述数据发送终端采用具有GSM/GPRS通信方式的无线通信模块。
5.如权利要求2所述的具有气象数据实时无线传输功能的测风塔，其特征在于，所述风速传感器至少包括，SECOND WIND C3型传感器；
所述风向传感器至少包括，SECOND WIND PV1型传感器；
所述温湿度传感器至少包括，HC2-CP02-ACT-PVC型传感器；
所述气压传感器至少至包括，SUTRON ST23-5600-0120-1型气压计。
6.如权利要求3所述的具有气象数据实时无线传输功能的测风塔，其特征在于，所述铅酸蓄电池为固体卷绕纯铅酸蓄电池
所述太阳能电池为峰值功率为80W的单晶太阳能电池板。
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