【技术实现步骤摘要】
本技术属于海洋环境观测设备领域，具体涉及一种海洋风能、海洋环境调查装备。
技术介绍
1、海上风电是利用海上风能资源进行发电的一种清洁可再生能源，与传统的燃煤发电相比，海上风电不依赖外部能源，是理想的绿色能源。
2、相对于陆上风电，海上风能资源有以下优势力：风能资源丰富；风向稳，风力载荷稳定；视觉干扰小；有利于向大型化发展，有利于海上风场向大规模化，有大量的空间增加海上风电单位面积的总装机量；受噪声、景观、鸟类、电磁波干扰等问题的限制较少；不涉及土地征用等。
3、在风力发电开发的过程中，风能资源的丰富与否直接影响到开发的成本和效益，因此在风能开发前的风能评估和风场选址就显得非常重要。随着风力发电向远深海方向发展，在海上使用的海上测风塔需要考虑到海洋环境载荷的作用，一般只能使用打桩的方式设计建造，海洋工程施工难度大、价格昂贵。
4、利用海上大型浮标作为平台，将测风激光雷达、声学多普勒测流仪、波浪传感器等观测设备安装在大型浮标平台上，构成水文气象观测系统，可以实时连续观测海上风电场的剖面风、剖面流、海浪等海洋环境要素，为风场能源评估、海上工程设计及施工提供重要数据支撑。该技术可以大大降低海上风能评估的成本，同时也能保证测风数据的精确度，测风高度距离海平面可达10m-300m或者更高的范围，可同时测多个高度，测风参数包括：风速(横向和竖向)、风向和湍流度等，相对于传统的海上测风塔有绝对优势。但如何利用浮标构建浮标式激光雷达测风装置，是目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路<
1、本技术的目的是解决现有技术中需要建造固定式测风塔来观测海上风电场中海洋环境要素，存在施工难度大、造价昂贵等问题，并提供一种浮标式激光雷达测风装置。
2、本技术具体采用的技术方案如下：
3、一种浮标式激光雷达测风装置，该装置包括浮标体、锚系、供电系统、安全防护系统、采集系统、传输系统、波浪仪、测流仪和激光测风雷达；
4、所述的浮标体包括浮体、桅杆和设备平台，设备平台通过桅杆安装在浮体上方；所述的锚系与浮标体连接，用于锚碇浮标体；
5、所述的供电系统包括太阳能电池板和蓄电池组，且太阳能电池板安装于设备平台上，蓄电池组安装在浮体内，通过太阳能电池板向蓄电池组充电，进而为其他耗电设备供电；
6、所述的安全防护系统包括由防雷装置、卫星定位系统和ais一体化导航灯，防雷装置、卫星定位系统和ais一体化导航灯均安装于设备平台上；
7、所述的激光测风雷达安装于设备平台上，用于测量不同高度处的水平风速、风向、真实垂直气流及整个剖面的风切变和湍流强度；
8、所述的波浪仪安装于浮体上，用于实时测量波高、波向和波周期；
9、所述的测流仪安装在浮体上，用于实时测量流速和流向；
10、所述的采集系统用于采集波浪仪、测流仪和激光测风雷达的监测数据；
11、所述的传输系统用于在采集系统和外部的数据接收系统之间构成通信连接。
12、作为优选，浮体采用钢质浮体且外部设有防撞环，桅杆采用空心管状设计且内部设有供人员上下的爬梯，设备平台水平安装在桅杆的顶部。
13、作为优选，所述的供电系统还包括充放电控制器和电源控制模块，太阳能电池板通过充放电控制器对蓄电池组进行充电控制，电源控制模块安装在桅杆内，蓄电池组通过电源控制模块输出适配不同耗电设备的电压，且每个耗电设备均独立进行电源开关控制。
14、作为优选，所述的安全防护系统还包括安装于设备平台上的浮标标识。
15、作为优选，所述的采集系统为多接口数据采集模块，能够同时采集波浪仪、测流仪和激光测风雷达的监测数据，并进行监测数据和控制指令的处理和收发。
16、作为优选，所述的传输系统包括北斗传输模块和4g传输模块，北斗传输模块和4g传输模块均安装于设备平台上。
17、作为优选，所述的锚系包括锚链和锚，锚链一端通过连接组件连接浮体，另一端通过连接组件连接锚。
18、作为优选，所述的锚系采用单点系泊全链式或单点系泊链缆混合锚系
19、作为优选，所述的波浪仪安装于浮体中心位置。
20、作为优选，所述的测流仪安装在浮体水面以下。
21、相对于现有技术而言，本技术的有益效果如下：
22、(1)本技术在观测平台上设计上采用了大型浮标代替了传统的固定式测风塔，大大降低了建造成本和拆除成本，减小了对海洋环境的破坏；
23、(2)本技术采用了激光测风雷达来测量风场，激光测风雷达可基于惯性导航单元imu和卫星导航单元组合式运行补偿技术，定时对偏差进行修正补偿，使姿态运动测量设备一直保持很高的测量精度和响应速度；
24、(3)本技术同时集成激光雷达测风装置、流速剖面仪、波浪传感器，可实时同步完成垂直剖面的水平风速、风向、真实垂直气流及整个剖面的风切变、湍流强度，以及波高、波向、波周期、流速等空中、水下的立体观测。
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1.一种浮标式激光雷达测风装置，其特征在于：该装置包括浮标体、锚系、供电系统、安全防护系统、采集系统、传输系统、波浪仪(16)、测流仪(17)和激光测风雷达(18)；
2.如权利要求1所述的一种浮标式激光雷达测风装置，其特征在于，所述的浮标体中，浮体(1)采用钢质浮体且外部设有防撞环，桅杆(2)采用空心管状设计且内部设有供人员上下的爬梯，设备平台(3)水平安装在桅杆(2)的顶部。
3.如权利要求1所述的一种浮标式激光雷达测风装置，其特征在于，所述的供电系统还包括充放电控制器和电源控制模块，太阳能电池板(10)通过充放电控制器对蓄电池组(11)进行充电控制，电源控制模块安装在桅杆(2)内，蓄电池组(11)通过电源控制模块输出适配不同耗电设备的电压，且每个耗电设备均独立进行电源开关控制。
4.如权利要求1所述的一种浮标式激光雷达测风装置，其特征在于，所述的安全防护系统还包括安装于设备平台(3)上的浮标标识。
5.如权利要求1所述的一种浮标式激光雷达测风装置，其特征在于，所述的采集系统为多接口数据采集模块，能够同时采集波浪仪(16)、测流
6.如权利要求1所述的一种浮标式激光雷达测风装置，其特征在于所述的传输系统包括北斗传输模块(14)和4G传输模块(15)，北斗传输模块(14)和4G传输模块(15)均安装于设备平台(3)上。
7.如权利要求1所述的一种浮标式激光雷达测风装置，其特征在于，所述的锚系包括锚链(4)和锚(5)，锚链(4)一端通过连接组件连接浮体(1)，另一端通过连接组件连接锚(5)。
8.如权利要求1所述的一种浮标式激光雷达测风装置，其特征在于，所述的锚系采用单点系泊全链式或单点系泊链缆混合锚系。
9.如权利要求1所述的一种浮标式激光雷达测风装置，其特征在于，所述的波浪仪(16)安装于浮体(1)中心位置。
10.如权利要求1所述的一种浮标式激光雷达测风装置，其特征在于，所述的测流仪(17)安装在浮体(1)水面以下。
...【技术特征摘要】
1.一种浮标式激光雷达测风装置，其特征在于：该装置包括浮标体、锚系、供电系统、安全防护系统、采集系统、传输系统、波浪仪(16)、测流仪(17)和激光测风雷达(18)；
2.如权利要求1所述的一种浮标式激光雷达测风装置，其特征在于，所述的浮标体中，浮体(1)采用钢质浮体且外部设有防撞环，桅杆(2)采用空心管状设计且内部设有供人员上下的爬梯，设备平台(3)水平安装在桅杆(2)的顶部。
3.如权利要求1所述的一种浮标式激光雷达测风装置，其特征在于，所述的供电系统还包括充放电控制器和电源控制模块，太阳能电池板(10)通过充放电控制器对蓄电池组(11)进行充电控制，电源控制模块安装在桅杆(2)内，蓄电池组(11)通过电源控制模块输出适配不同耗电设备的电压，且每个耗电设备均独立进行电源开关控制。
4.如权利要求1所述的一种浮标式激光雷达测风装置，其特征在于，所述的安全防护系统还包括安装于设备平台(3)上的浮标标识。
5.如权利要求1所述的一种浮标式激光雷达测风装置，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：何志强，李春生，胡青，王文浩，颜静佳，
申请(专利权)人：杭州瑞利海洋装备有限公司，
类型：新型
国别省市：
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