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風電場超聲波風速監測系統誤差分析方法
【專利摘要】本發明公開了一種風電場超聲波風速監測系統誤差分析方法，包括：分析距離和時間誤差對超聲波風速監測系統測量精度的影響的步驟，以及分析濕度對超聲波測溫影響的步驟，因水汽對超聲波的傳播速度有影響，進而對溫度的測量有影響。實現解析距離和時間差以及溫度對超聲波的影響，從而提高檢測精度的目的。
【專利說明】風電場超聲波風速監測系統誤差分析方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及新能源發電過程中風資源監測【技術領域】，具體地，涉及一種風電場超聲波風速監測系統誤差分析方法。
【背景技術】
[0002]目前，我國風電進入規?；l展階段以后所產生的大型新能源基地多數位于“三北地區”(西北、東北、華北)，大型新能源基地一般遠離負荷中心，其電力需要經過長距離、高電壓輸送到負荷中心進行消納。由于風資源的間歇性、隨機性和波動性，導致大規模新能源基地的風電發電出力會隨之發生較大范圍的波動，進一步導致輸電網絡充電功率的波動，給電網運行安全帶來一系列問題。
[0003]截至2013年11月，甘肅電網并網風電裝機容量已達668萬千瓦，約占甘肅電網總裝機容量的21%，成為僅次于火電的第二大主力電源。隨著風電并網規模的不斷提高，風電不確定性和不可控性給電網的安全穩定經濟運行帶來諸多問題。對風力發電過程中的風資源進行監測，可以更好的預測未來一段時間內風能的變化情況，從而可以更精確的對風電功率進行預測和校正，提高預測精度，促進新能源發電的發展。但超聲波的距離和超聲波的傳輸時間對風資源進行監測系統的誤差較大。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在于，針對上述問題，提出一種風電場超聲波風速監測系統誤差分析方法，以實現解析距離和時間差以及溫度對超聲波的影響，從而提高檢測精度的優點。
[0005]為實現上述目的，本發明采用的技術方案是:
[0006]一種風電場超聲波風速監測系統誤差分析方法，包括:
[0007]分析距離和時間誤差對超聲波風速監測系統測量精度的影響的步驟，
[0008]以及分析濕度對超聲波測溫影響的步驟，因水汽對超聲波的傳播速度有影響，進而對溫度的測量有影響。
[0009]根據本發明的優選實施例，上述距離和時間誤差對超聲波風速監測系統測量精度的影響的步驟具體如下:
[0010]首先分析一對超聲波探頭中兩超聲波換能器之間的距離Ad引起的誤差，超聲波換能器之間的波陣面和換能器的端面之間存在的距離，支架的形變從而引入d的誤差；
[0011]其次是計時誤差At，由于超聲波換能器在發送和接收超聲波時存在延遲效應，加上電路的延遲將引起t的誤差；
[0012]以及由于超聲波換能器對風的遮擋，在背風一側將會出現風速減小，稱作陰影效應，迎風角越小則陰影效應越明顯，在理想情況下，陰影效應看作是在小段距離內，風被完全阻擋，相當于d減小了，因而將陰影效應產生的誤差折算到d的誤差中處理。
[0013]根據本發明的優選實施例，距離和時間誤差對超聲波風速監測系統測量精度的影響的步驟中，風速測量中，主要測量超聲波順風和逆風傳播的時間差，因而時間的誤差在時間差中將會抵消，其中At相對于t為高階無窮小，即At對風速V的影響忽略，具體公式如下:
【權利要求】
1.一種風電場超聲波風速監測系統誤差分析方法，其特征在于，包括: 分析距離和時間誤差對超聲波風速監測系統測量精度的影響的步驟， 以及分析濕度對超聲波測溫影響的步驟，因水汽對超聲波的傳播速度有影響，進而對溫度的測量有影響。
2.根據權利要求1所述的風電場超聲波風速監測系統誤差分析方法，其特征在于，上述距離和時間誤差對超聲波風速監測系統測量精度的影響的步驟具體如下: 首先分析一對超聲波探頭中兩超聲波換能器之間的距離△(!引起的誤差，超聲波換能器之間的波陣面和換能器的端面之間存在的距離，支架的形變從而引入d的誤差； 其次是計時誤差At，由于超聲波換能器在發送和接收超聲波時存在延遲效應，加上電路的延遲將引起t的誤差； 以及由于超聲波換能器對風的遮擋，在背風一側將會出現風速減小，稱作陰影效應，迎風角越小則陰影效應越明顯，在理想情況下，陰影效應看作是在小段距離內，風被完全阻擋，相當于d減小了，因而將陰影效應產生的誤差折算到d的誤差中處理。
3.根據權利要求2所述的風電場超聲波風速監測系統誤差分析方法，其特征在于，距離和時間誤差對超聲波風速監測系統測量精度的影響的步驟中，風速測量中，主要測量超聲波順風和逆風傳播的時間差，因而時間的誤差在時間差中將會抵消，其中At相對于t為高階無窮小，即△ t對風速V的影響忽略，超聲波順風和逆風傳播的時間差的計算公式如下:
【文檔編號】G01P5/24GK103884865SQ201410074864
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月3日 優先權日:2014年3月3日
【發明者】汪寧渤, 路亮, 王定美, 劉光途, 呂清泉, 陳釗 申請人:國家電網公司, 國網甘肅省電力公司, 甘肅省電力公司風電技術中心