风电场气象参数采集与管理系统

发布时间：2020-08-10 19:18

【摘要】：近年来,全球风力发电继续保持快速发展势头。受到国家政策驱动及全球发展态势引领,我国风力发电的发展也呈现出强劲的发展势头。开发利用风能资源已经成为有效应对能源和环境问题的重要措施。同时,随着全球气候的恶化,极端天气的频频发生,由于天气原因所导致的风电场风机故障频频发生,所以采集和记录不同地区具体的、连续的气象数据对风力发电的稳健发展具有重要的意义。而我国风电场的前期选址所需的气象数据一般直接采用当地气象部门的资料,很难满足建设风电场对气象数据的特殊要求。同时,在风电场建成以后,对风电场的气象参数进行长期和实时的监测成为保证风力发电机组高效稳定运行的重要依据。所以,建立风电场气象参数采集与管理系统,实现数据不间断采集及有选择性的存储和上传气象数据,已经成为我国风力发电事业的迫切需要。本文设计了一个基于AVR单片机的风电场风速、风向、温度、湿度的采集与管理系统。系统应用低功耗AVR单片机和无线射频Nordic24L01短距离无线模块,实现了数据采集的智能化和数据的无线化传输;并采用Delphi平台和Access数据库开发了管理系统,具有对采集数据的实时曲线显示、数据存储、历史查询和打印等功能。风电场气象数据采集与管理系统具有功耗低、成本低、质量小、存储量大、便于操作和安装等优点,解决了风电场气象参数采集设备普遍存在成本高、质量大、数据采用有线传输的问题。文中主要介绍了气象参数传感器的主要性能及测量原理;气象数据采集系统的软硬件设计;以及基于Delphi开发平台的气象参数管理系统的软件设计。通过大量的实验测试验证,系统能够实时、准确、可靠的采集与管理风电场的气象参数数据和信息,能够为风能资源评估、风电机组选型与安装、风电场的选址、风电机组的可靠性研究、风电场的立项和实际运行中的监测提供主要数据依据。
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP368.1;TM614
【图文】：

监测站,梯度

图 1-1 CAM620-GS 梯度监测站Fig. 1-1 Gradiometry monitoring system of CAM620-GS上存在的风电场气象数据采集系统大多数采用有线485、RS422、RS232、CAN 总线等，有线网络存且易受到场合限制等缺点。其它基于 GSM、GPR采集系统，也存在成本和数据传输可靠性等问题。技术的迅速发展以及微电子行业近些年更高性能的数据的采集正向多种采集量、高精度的数据采集微型化的数据存储方式；多种通讯方式(有线、无展。主要内容究的内容主要分为硬件和软件两个部分。硬件部分存、传输的功能。软件部分又有上位机和下位机两要完成对信号采集、变送、SD 卡存储、传输的衔

方框图,内部电路,方框图,数据输出

Fig. 2-1 Block diagram of temperature measurement circuit在整个测量过程中还包括一个非常重要的斜坡式累加器，它的输出对计数器 1 的预置值进行修正，起到补偿和修正测温过程中的非线用。DS18B20 内部对测量结果可提供最高 0.0625℃的分辨率，测量以 16bit 带符号位扩展的二进制补码形式以单总线串行传输方式传送MCU，MCU 通过编程解码和计算即可获得所采集的温度值。温度值和数据的关系，如表 2-2 所示。表.2-2 温度和输出数据关系Table 2-2 Relationship between temperature and output data温度℃ 数据输出（二进制）数据输出（十六进制）+125 00000000 11111010 00FA+20 00000000 00101000 0028+1 00000000 00000010 00020 00000000 00000000 0000-1 11111111 11111110 FFFE

风速风向,传感器,测风,风速

感器是可以把风速、风向的非电量参数转换速方法有毕托管测风速、热线热膜测风风速。毕托管的输出与风速的平方成正较高的风速，但测量较低风速时，由于热线热膜测风采用基于三角函数法测量较大时，传感器单端输出信号会饱和。衰减导致捕捉困难。考虑到风电场传感感器测风，它具有抗风能力强、响应快感器的主要性能特点板风速风向传感器，其外观如图 2-4 所

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