风资源评估的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种风资源评估的方法和系统，其中风资源评估的方法包括以下步骤：S1、依次获取全部检测点的风速数据，其中每次获取一个检测点的风速数据包括：S11、通过多台扫描激光雷达同步检测该检测点，以分别获取对应的风速分量，风速分量为检测点的风速数据在扫描激光雷达的激光发射方向上的分量；以及S12、根据检测点的风速分量计算得到检测点的风速数据；S2、根据全部检测点的风速数据构建风电场的3D风资源图谱。本发明专利技术采用多台扫描激光雷达采集风速信息，实现对风速时间和空间上波动的复杂地形风电场的风资源的高精度的评估。

Method and System of Wind Resources Assessment

【技术实现步骤摘要】
风资源评估的方法和系统
本专利技术属于风资源评估
，尤其涉及一种风资源评估的方法和系统。
技术介绍
长距扫描激光雷达可用于测量大空间范围的风资源，测量范围可达高2千米，距离10千米。将一台扫描激光雷达放置于风电场外，如升压站等位置，保证所监测的风电场位于其扫描范围内，设定相应的测量模型、频率等配置后，采用一定的流场重构算法处理测量数据，即可得到风电场风流场。此方法的基本假设是风在水平方向上基本无波动，目前主要用于平坦地形风电场和海上风电场测量。针对复杂地形，风受到地形或者周围障碍物的影响，流动变得越来越复杂。单台扫描激光雷达的方案中的基本假设：水平方向上流动的同质均一性，不再满足，采用上述方法得到的风速误差较大，可达10％以上。
技术实现思路
本专利技术实施例要解决的技术问题是为了克服现有技术的针对复杂地形的风资源评估的误差较大的缺陷，提供一种风资源评估的方法和系统。本专利技术实施例是通过下述技术方案来解决上述技术问题：本专利技术实施例提供一种风资源评估的方法，风电场中设置有多个检测点，风电场的外部设置有多台扫描激光雷达，多台扫描激光雷达的扫描范围的交叉的部分覆盖风电场的所有机组；方法包括以下步骤：S1、依次获取全部检测点的风速数据，其中每次获取一个检测点的风速数据包括：S11、通过多台扫描激光雷达同步检测该检测点，以分别获取对应的风速分量，风速分量为检测点的风速数据在扫描激光雷达的激光发射方向上的分量；以及S12、根据检测点的风速分量计算得到检测点的风速数据；S2、根据全部检测点的风速数据构建风电场的3D风资源图谱。较佳地，扫描激光雷达的数量为不少于3台，不少于3台扫描激光雷达中的3台扫描激光雷达分别设置于一三角形的3个顶点上。较佳地，步骤S1包括：多台扫描激光雷达以相同的扫描频率沿预设扫描路径同步检测每一个检测点。较佳地，步骤S1还包括：分别控制多台扫描激光雷达的扫描角度和仰角，以使多台扫描激光雷达的激光对准同一个检测点。较佳地，步骤S1还包括：使多台扫描激光雷达的计时器同步，以使多台扫描激光雷达对同一个检测点在同一时刻获取的风速分量具有相同的时间戳。较佳地，扫描激光雷达的量程为5～15千米。本专利技术还提供一种风资源评估的系统，风电场中设置有多个检测点，系统包括风速计算单元、控制单元、图谱构建单元、设置于风电场的外部的扫描激光雷达组，扫描激光雷达组包括多台扫描激光雷达，且多台扫描激光雷达的扫描范围的交叉的部分覆盖风电场的所有机组；其中，扫描激光雷达用于检测检测点，以获取对应的风速分量，风速分量为检测点的风速数据在扫描激光雷达的激光发射方向上的分量；风速计算单元用于根据各扫描激光雷达获取的同一检测点的风速分量计算得到检测点的风速数据；控制单元用于控制扫描激光雷达组依次检测各检测点，且每次检测时控制扫描激光雷达组的各扫描激光雷达同步检测；图谱构建单元用于根据全部检测点的风速数据构建风电场的3D风资源图谱。较佳地，扫描激光雷达的数量为不少于3台，不少于3台扫描激光雷达中的3台扫描激光雷达分别设置于一三角形的3个顶点上。较佳地，控制单元还控制多台扫描激光雷达以相同的扫描频率沿预设扫描路径同步检测检测点。较佳地，控制单元还用于分别控制多台扫描激光雷达的扫描角度和仰角，以使多台扫描激光雷达的激光对准同一个检测点。较佳地，控制单元还用于同步多台扫描激光雷达的计时器，以使多台扫描激光雷达对同一个检测点在同一时刻获取的风速分量具有相同的时间戳。较佳地，扫描激光雷达的量程为5～15千米。本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术采用多台扫描激光雷达同步采集风速信息，再根据多台扫描激光雷达获取的风速信息计算得到所述风速数据，实现对风速时间和空间上波动的复杂地形风电场的风资源的高精度的评估。附图说明图1为本专利技术的实施例1的风资源评估的系统的结构示意图。图2为本专利技术的实施例1的风资源评估的系统的扫描激光雷达的位置的示意图。图3为本专利技术的实施例1的风资源评估的系统的扫描激光雷达获取风速分量的示意图。图4为本专利技术的实施例1的风资源评估的系统的扫描激光雷达获取检测点P1处的风速分量的俯视示意图。图5为本专利技术的实施例1的风资源评估的系统的扫描激光雷达获取检测点P1处的风速分量的侧视示意图。图6为本专利技术的实施例1的风资源评估的方法的流程图。图7为本专利技术的实施例2的风资源评估的系统的结构示意图。图8为本专利技术的实施例2的风资源评估的系统的扫描激光雷达的位置的示意图。图9为本专利技术的实施例2的风资源评估的系统的扫描激光雷达获取风速分量的示意图。图10为本专利技术的实施例2的风资源评估的系统的扫描激光雷达的激光发射方向分别与x轴、y轴、z轴相同的示意图。具体实施方式下面通过实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。实施例1本实施例提供一种风资源评估的系统，风电场中设置有多个检测点，系统包括风速计算单元、控制单元、图谱构建单元、设置于风电场的外部的扫描激光雷达组，扫描激光雷达组包括多台扫描激光雷达，且多台扫描激光雷达的扫描范围的交叉的部分覆盖风电场的所有机组。其中，扫描激光雷达用于检测检测点，以获取对应的风速分量，风速分量为检测点的风速数据在扫描激光雷达的激光发射方向上的分量。风速计算单元用于根据各扫描激光雷达获取的同一检测点的风速分量计算得到检测点的风速数据。控制单元用于控制扫描激光雷达组依次检测各检测点，且每次检测时控制扫描激光雷达组的各扫描激光雷达同步检测。图谱构建单元用于根据全部检测点的风速数据构建风电场的3D风资源图谱。具体如图1所示，该风资源评估的系统包括：风速计算单元101、多台扫描激光雷达构成的扫描激光雷达组。在本实施例中扫描激光雷达组包括第一扫描激光雷达R1和第二扫描激光雷达R2。如图2所示，第一扫描激光雷达R1和第二扫描激光雷达R2设置于风电场WF(为了便于说明，图中以虚线表征风电场WF的边界)之外，用于同步扫描风电场WF，分别获取对应的风速分量，风速分量为风电场的风速数据在扫描激光雷达的激光发射方向上的分量。第一扫描激光雷达R1和第二扫描激光雷达R2的扫描范围的交叉的部分覆盖风电场WF的所有机组F，也即，第一扫描激光雷达R1和第二扫描激光雷达R2均能扫描到风电场WF的所有机组F的所有检测点。为便于说明，参照图2，第一扫描激光雷达R1的扫描范围在地平面上的投影为第一区域A1；第二扫描激光雷达R2的扫描范围在地平面上的投影为第二区域A2；第一扫描激光雷达R1和第二扫描激光雷达R2的扫描范围的交叉的部分在地平面上的投影为共同区域AO。风电场WF的所有机组F均处于共同区域AO的内部。在其他的可选的实施方式，当风电场主风向明显时，实际风速(即风从何种方向吹来，如风从正北方向吹来)所在平面是能够测得的。此时，第一扫描激光雷达R1和第二扫描激光雷达R2的位置不应垂直与风速平面，即激光雷达发出光束与风速平面的夹角不能为90°。本实施例的风资源评估的系统还包括控制单元102。控制单元102用于分别控制第一扫描激光雷达R1和第二扫描激光雷达R2的扫描角度和仰角，以使第一扫描激光雷达R1和第二扫描激光雷达R2的激光对准同一个检测点。如图3所示，对检测点P1进行检测时，控制单元102将第一扫描激光雷达R1的扫描角度调整至第一扫描本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风资源评估的方法，其特征在于，风电场中设置有多个检测点，所述风电场的外部设置有多台扫描激光雷达，多台所述扫描激光雷达的扫描范围的交叉的部分覆盖所述风电场的所有机组；所述方法包括以下步骤：S1、依次获取全部所述检测点的风速数据，其中每次获取一个所述检测点的风速数据包括：S11、通过多台所述扫描激光雷达同步检测该检测点，以分别获取对应的风速分量，所述风速分量为所述检测点的风速数据在所述扫描激光雷达的激光发射方向上的分量；以及S12、根据所述检测点的所述风速分量计算得到所述检测点的所述风速数据；S2、根据全部所述检测点的所述风速数据构建所述风电场的3D风资源图谱。

【技术特征摘要】
1.一种风资源评估的方法，其特征在于，风电场中设置有多个检测点，所述风电场的外部设置有多台扫描激光雷达，多台所述扫描激光雷达的扫描范围的交叉的部分覆盖所述风电场的所有机组；所述方法包括以下步骤：S1、依次获取全部所述检测点的风速数据，其中每次获取一个所述检测点的风速数据包括：S11、通过多台所述扫描激光雷达同步检测该检测点，以分别获取对应的风速分量，所述风速分量为所述检测点的风速数据在所述扫描激光雷达的激光发射方向上的分量；以及S12、根据所述检测点的所述风速分量计算得到所述检测点的所述风速数据；S2、根据全部所述检测点的所述风速数据构建所述风电场的3D风资源图谱。2.如权利要求1所述的风资源评估的方法，其特征在于，所述扫描激光雷达的数量为不少于3台，不少于3台所述扫描激光雷达中的3台所述扫描激光雷达分别设置于一三角形的3个顶点上。3.如权利要求1所述的风资源评估的方法，其特征在于，步骤S1包括：多台所述扫描激光雷达以相同的扫描频率沿预设扫描路径同步检测每一个所述检测点。4.如权利要求1所述的风资源评估的方法，其特征在于，步骤S1还包括：分别控制多台所述扫描激光雷达的扫描角度和仰角，以使多台所述扫描激光雷达的激光对准同一个所述检测点。5.如权利要求1所述的风资源评估的方法，其特征在于，步骤S1还包括：使多台所述扫描激光雷达的计时器同步，以使多台所述扫描激光雷达对同一个所述检测点在同一时刻获取的所述风速分量具有相同的时间戳。6.如权利要求1所述的风资源评估的方法，其特征在于，所述扫描激光雷达的量程为5～15千米。7.一种风资源评估的系统，其特征在于，风电场中设置有多个检测点，所述系统包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：许梦莹，蒋勇，缪骏，
申请(专利权)人：上海电气风电集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31