風(fēng)電場超聲波風(fēng)速監(jiān)測系統(tǒng)誤差分析方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種風(fēng)電場超聲波風(fēng)速監(jiān)測系統(tǒng)誤差分析方法，包括：分析距離和時間誤差對超聲波風(fēng)速監(jiān)測系統(tǒng)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(jìn)而對溫度的測量有影響。實(shí)現(xiàn)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(fēng)電場超聲波風(fēng)速監(jiān)測系統(tǒng)誤差分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新能源發(fā)電過程中風(fēng)資源監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地，涉及一種風(fēng)電場超聲波風(fēng)速監(jiān)測系統(tǒng)誤差分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國風(fēng)電進(jìn)入規(guī)?；l(fā)展階段以后所產(chǎn)生的大型新能源基地多數(shù)位于“三北地區(qū)”(西北、東北、華北)，大型新能源基地一般遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，其電力需要經(jīng)過長距離、高電壓輸送到負(fù)荷中心進(jìn)行消納。由于風(fēng)資源的間歇性、隨機(jī)性和波動性，導(dǎo)致大規(guī)模新能源基地的風(fēng)電發(fā)電出力會隨之發(fā)生較大范圍的波動，進(jìn)一步導(dǎo)致輸電網(wǎng)絡(luò)充電功率的波動，給電網(wǎng)運(yùn)行安全帶來一系列問題。
[0003]截至2013年11月，甘肅電網(wǎng)并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)容量已達(dá)668萬千瓦，約占甘肅電網(wǎng)總裝機(jī)容量的21%，成為僅次于火電的第二大主力電源。隨著風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)模的不斷提高，風(fēng)電不確定性和不可控性給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來諸多問題。對風(fēng)力發(fā)電過程中的風(fēng)資源進(jìn)行監(jiān)測，可以更好的預(yù)測未來一段時間內(nèi)風(fēng)能的變化情況，從而可以更精確的對風(fēng)電功率進(jìn)行預(yù)測和校正，提高預(yù)測精度，促進(jìn)新能源發(fā)電的發(fā)展。但超聲波的距離和超聲波的傳輸時間對風(fēng)資源進(jìn)行監(jiān)測系統(tǒng)的誤差較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，針對上述問題，提出一種風(fēng)電場超聲波風(fēng)速監(jiān)測系統(tǒng)誤差分析方法，以實(shí)現(xiàn)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(yōu)點(diǎn)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種風(fēng)電場超聲波風(fēng)速監(jiān)測系統(tǒng)誤差分析方法，包括:
[0007]分析距離和時間誤差對超聲波風(fēng)速監(jiān)測系統(tǒng)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(jìn)而對溫度的測量有影響。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，上述距離和時間誤差對超聲波風(fēng)速監(jiān)測系統(tǒng)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(jì)時誤差A(yù)t，由于超聲波換能器在發(fā)送和接收超聲波時存在延遲效應(yīng)，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(fēng)的遮擋，在背風(fēng)一側(cè)將會出現(xiàn)風(fēng)速減小，稱作陰影效應(yīng)，迎風(fēng)角越小則陰影效應(yīng)越明顯，在理想情況下，陰影效應(yīng)看作是在小段距離內(nèi)，風(fēng)被完全阻擋，相當(dāng)于d減小了，因而將陰影效應(yīng)產(chǎn)生的誤差折算到d的誤差中處理。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，距離和時間誤差對超聲波風(fēng)速監(jiān)測系統(tǒng)測量精度的影響的步驟中，風(fēng)速測量中，主要測量超聲波順風(fēng)和逆風(fēng)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(fēng)速V的影響忽略，具體公式如下:
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)電場超聲波風(fēng)速監(jiān)測系統(tǒng)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(fēng)速監(jiān)測系統(tǒng)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(jìn)而對溫度的測量有影響。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電場超聲波風(fēng)速監(jiān)測系統(tǒng)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(fēng)速監(jiān)測系統(tǒng)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(jì)時誤差A(yù)t，由于超聲波換能器在發(fā)送和接收超聲波時存在延遲效應(yīng)，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(fēng)的遮擋，在背風(fēng)一側(cè)將會出現(xiàn)風(fēng)速減小，稱作陰影效應(yīng)，迎風(fēng)角越小則陰影效應(yīng)越明顯，在理想情況下，陰影效應(yīng)看作是在小段距離內(nèi)，風(fēng)被完全阻擋，相當(dāng)于d減小了，因而將陰影效應(yīng)產(chǎn)生的誤差折算到d的誤差中處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)電場超聲波風(fēng)速監(jiān)測系統(tǒng)誤差分析方法，其特征在于，距離和時間誤差對超聲波風(fēng)速監(jiān)測系統(tǒng)測量精度的影響的步驟中，風(fēng)速測量中，主要測量超聲波順風(fēng)和逆風(fēng)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(fēng)速V的影響忽略，超聲波順風(fēng)和逆風(fēng)傳播的時間差的計(jì)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(yōu)先權(quán)日:2014年3月3日
【發(fā)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(wǎng)公司, 國網(wǎng)甘肅省電力公司, 甘肅省電力公司風(fēng)電技術(shù)中心