一种用于风电机组测风塔上风向仪横杆精确定位的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于风电机组测风塔上风向仪横杆精确定位的装置，包括三个北斗天线A、B、C，信号处理器和显示器；北斗天线A设置在测风塔的塔基中心点处，北斗天线B设置在测风塔的主风向仪横杆外端点处，北斗天线C设置在测风塔的参考风向仪横杆外端点处，北斗天线B、C的水平投影与塔基中心点连线方向与横杆方向一致，三个北斗天线A、B、C接收北斗卫星的定位信号，并分别与信号处理器进行无线通信，将各自经纬度坐标传输给信号处理器，信号处理器与显示器相连接，通过显示器显示信号处理器处理后的结果，即主风向仪横杆、参考风向仪横杆与正北方向的夹角。本实用新型专利技术具有测量时间快、精度高、体积小、重量轻、便于携带、使用方便等特点。等特点。等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于风电机组测风塔上风向仪横杆精确定位的装置


[0001]本技术涉及风电机组测风塔的
，尤其是指一种用于风电机组测风塔上风向仪横杆精确定位的装置。

技术介绍

[0002]测风塔是风电机组型式认证中载荷和功率特性测试的重要组成部分，为样机设立测风塔的目的是为了能够准确反映该样机范围内的风资源情况，为样机的型式测试和认证提供强有力的数据支持。据统计分析，测风数据10％的误差可能导致风电机组年产能30％左右的误差，而因为风资源数据不够准确，导致湍流、极大风速、风向等判断失误，甚至会从根本上影响机组的载荷计算与判定，为后续机组的认证事宜和安全运行埋下了极大的隐患。
[0003]目前，风电机组测风塔都安装在距机组2D～4D(D为风电机组风轮直径)范围内的测量扇区的主风向上，测风塔高度一般与机组轮毂中心高度一致(大多100米以上)。样机型式测试的测风塔通常采用拉线式测风塔，其受力较为合理，可靠性高，塔体截面小，塔架材料用量小，一般为三角形桁架结构，其形态较为稳定，塔架受风荷载作用较小，抗风能力强，最为经济。
[0004]在塔体不同高度处安装有风速计、风向标以及温湿度、气压等监测设备。其中主风向仪安装在主风速仪下3m处，位于参考风速仪的对面，参考风向仪位于主风向仪下3m处，与主风向仪同侧，两个风向仪的横杆安装方向应与主风向垂直，风向仪在紧固到横杆时，其N点应对准横杆的内测。风向仪安装完成后，需要测量其横杆与正北方向的夹角。
[0005]目前，测量风向标横杆与正北方向夹角的方法是：观测人绕着测风塔风向仪横杆的方向走动，一般距离塔基中心200m左右，观测人用望远镜观察横杆是否与自己在同一直线上，若不在则继续绕塔观察，直到确定自身与横杆在同一直线时，记录下观测人此时的位置点，由于已知塔基中心点，两点连线即测量出风向仪横杆与正北方向的夹角。
[0006]人工观测法对测风塔上的横杆定位有诸多限制。例如，观测位置附近需要地形平坦，适于行走，无恶劣的地面环境等，此方法主观性较强，主要依赖于人眼观察方位，不同人员的观测点可能存在较大误差，导致计算结果不准确，误差线较大，最终影响风向区间的正确测量，对型式测试的结果和认证也不够严谨，后期存在一定的风险。

技术实现思路

[0007]本技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种用于风电机组测风塔上风向仪横杆精确定位的装置，该装置具有测量时间快、精度高、体积小、重量轻、便于携带、使用方便等特点。
[0008]为实现上述目的，本技术所提供的技术方案为：一种用于风电机组测风塔上风向仪横杆精确定位的装置，包括三个北斗天线A、B、C，信号处理器和显示器；其中，所述北斗天线A设置在测风塔的塔基中心点处，所述北斗天线B设置在测风塔的主风向仪横杆外端
点处，所述北斗天线C设置在测风塔的参考风向仪横杆外端点处，北斗天线B、C的水平投影与塔基中心点连线方向与横杆方向一致，三个北斗天线A、B、C接收北斗卫星的定位信号，并分别与信号处理器进行无线通信，将各自经纬度坐标传输给信号处理器，所述信号处理器与显示器相连接，通过显示器显示信号处理器处理后的结果，即主风向仪横杆、参考风向仪横杆与正北方向的夹角。
[0009]进一步，所述测风塔为三角形桁架结构。
[0010]进一步，所述主风向仪横杆和参考风向仪横杆的长度为2～4m。
[0011]本技术与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
[0012]本技术具有测量时间快、精度高、体积小、重量轻、便于携带、使用方便等特点，可以在风电机组安装测风塔施工过程中，在不停工的情况下，能够快速、准确检测出塔上安装风向仪横杆(主风向仪横杆、参考风向仪横杆)的真实方向，为技术人员测量风向和型式测试提供准确的数据依据，从而使风电机组测得的数据更准确，避免人为误差，使风电机组的型式测试认证更加严谨。
附图说明
[0013]图1为本技术装置的结构示意图。
[0014]图2为测风塔的水平投影示意图。
具体实施方式
[0015]下面结合实施例及附图对本技术作进一步详细的描述，但本技术的实施方式不限于此。
[0016]如图1和图2所示，本实施例公开了一种用于风电机组测风塔上风向仪横杆精确定位的装置，测风塔3一般为三角形桁架结构，该装置包括三个北斗天线A、B、C，信号处理器4和显示器5，所述北斗天线A设置在测风塔3的塔基中心点处，所述北斗天线B设置在测风塔3的主风向仪横杆1外端点处，所述北斗天线C设置在测风塔3的参考风向仪横杆2外端点处，所述北斗天线B、C的水平投影与塔基中心点连线方向与横杆方向一致，三个北斗天线A、B、C分别接收北斗卫星的定位信号，得到各自所处的经纬度坐标，三个北斗天线A、B、C分别与信号处理器4进行无线通信，将各自经纬度坐标传输给信号处理器4，所述信号处理器4与显示器5相连接，通过显示器5显示信号处理器4处理后的结果，即主风向仪横杆1、参考风向仪横杆2与正北方向的夹角。
[0017]具体地，所述信号处理器4根据三个北斗天线A、B、C的经纬度坐标计算出两个北斗天线B、C水平投影和北斗天线A之间的连线与正北方向(见图2中箭头指示)之间的夹角，具体如下：
[0018]在计算时，假设正北方向为0
°
；
[0019]设：北斗天线A的经、纬度坐标为：α1、β1；
[0020]北斗天线B的经、纬度坐标为：α2、β2；
[0021]北斗天线C的经、纬度坐标为：α3、β3；
[0022]在测风塔上，横杆外端点的水平投影点距塔基中心点的距离仅仅几米(一般为2～4m)，完全可以将横杆外端点经纬度坐标水平投影后视为与塔基中心点在同一水平面上，因
此，利用两点的经、纬度坐标值，能够计算出两点连线(即横杆)与正北方向(0度)的夹角，计算公式为：
[0023][0024][0025]式中，a为主风向仪横杆与正北方向的夹角，b为参考风向仪横杆与正北方向的夹角；
[0026]由于北斗定位测得的经、纬度是度、分、秒的形式出现，而计算需要的是度数，因此需要对测得的经、纬度进行转换，即需要将测得的α1、β1、α2、β2、α3、β3转换成度数后再代入上述公式(1)、(2)，即可计算出主风向仪横杆和参考风向仪横杆与正北方向的夹角，从而实现风向仪横杆的精确定位。
[0027]例如：北斗天线A的经、纬度坐标α1、β1为：87
°
57'2.81882"E、43
°
27'58.91048"N，转化成度数格式为87.9507830056
°
E、43.4663640222
°
N；
[0028]北斗天线B的经、纬度坐标为：α2、β2为：87
°
57'2.86564"E、43
°
27'58.99685"N，转化成度数格式为87.9507960111
°
E、43.4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于风电机组测风塔上风向仪横杆精确定位的装置，其特征在于，包括三个北斗天线A、B、C，信号处理器和显示器；其中，所述北斗天线A设置在测风塔的塔基中心点处，所述北斗天线B设置在测风塔的主风向仪横杆外端点处，所述北斗天线C设置在测风塔的参考风向仪横杆外端点处，北斗天线B、C的水平投影与塔基中心点连线方向与横杆方向一致，三个北斗天线A、B、C接收北斗卫星的定位信号，并分别与信号处理器进行无线通信，将各自...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈涛，傅晓君，魏煜锋，刘坤，周洋森，余高阳，邓顺城，石宇峰，卓锡鑫，
申请(专利权)人：明阳智慧能源集团股份公司，
类型：新型
国别省市：