风力发电机叶片姿态与雷击概率关系模拟分析

利用闪电先导二维随机模式对风力发电机遭受雷击情况进行模拟,分析表明:随着下行先导初始位置相对风力发电机水平偏移距离不断增加,雷击风力发电机概率不断减小,偏右500 m时减至4%,且雷击部位多为叶片,叶片姿态不同,雷击特点存在一定差异。当风力发电机1号扇叶转动45°时,扇叶上产生的上行先导长度达221 m,高于平均值10.3%,且各个扇叶间的竞争关系较明显。对风力发电机叶片姿态不同、偏移下行先导不同距离时的雷击概率进行模拟,得出下行梯级先导相对于风力发电机水平偏右300 m以及偏左300 m以内时,扇叶处于15°~45°之间遭受的雷击概率略高,而偏右500 m时其雷击概率明显偏高。由整体随机性分析可知,当风力发电机处于15°~45°时,遭受雷击危害的概率相对较大。     

基于AVR单片机的风向传感器自动校准系统

为了实现风向传感器的自动校准,独立研发了基于AVR单片机的校准系统。该设计应用光电检测理论,采用ATMEL公司的8位AVR系列微控制器ATMEGA16作为该系统的核心。通过检测电脉冲,实现风向传感器校准,并可以将校准结果打印出证书,最终实现了风向传感器的自动校准。该系统具有低成本、高稳定性、低功耗等特点,实现了风向传感器校准工作由手动向自动的转变。     

区域自动气象站风向风速传感器检测仪设计与应用

为了解决区域自动气象站的风向传感器、风速传感器的检测难题,设计出一种新型便携式风向风速传感器检测仪。该检测仪通过上位机软件和单片机来实现智能检测和控制等功能,工作时由单片机对步进电机驱动器编程可控制步进电机的精确定位,进而精确控制风向传感器的转动角度或风速传感器的转动速度,将传感器输出值与步进电机的标准值进行对比,最终实现自动化检测风向传感器、风速传感器计量性能的目的。通过与现有检测方法对比,结果显示其精确度更高,稳定性更好;该检测仪体积小、重量轻、操作简单便于携带、集合了风向检测功能和风速检测功能;能有效地解决野外区域自动气象站的现场检测难题。     

多模式智能路灯控制系统

使用AT89S52单片机作为主控芯片,设计了一种多模式智能路灯控制系统,该系统能够根据道路、巷口或定时应用3种情况进行工作模式选择,并根据环境光亮度决定是否启动所设定的工作模式.巷口工作模式时,系统通过红外传感器检测道路上有汽车或行人通过时,将识别信号送入单片机,由单片机控制交通灯开启;道路工作模式时,路灯处于开启状态,以保障行人畅行;定时模式时,通过DS1302定时模块,可以设定路灯的开关时间.此外,该系统还具有自动故障检测功能,功能全面,有较强的实用价值.     

县级综合气象业务智能供电系统的设计及应用

该系统采用日本三菱PLC作为主要的控制核心,以中间继电器对系统信号进行采集及转化。系统主要由数据处理模块、市电监测模块、无线通信模块、远程控制器、语音识别模块、显示模块、传感器、切换输出模块和UPS电源组成。系统可以实现当市电停电后,自动启用发电机供电;当市电恢复正常时,自动恢复市电供电的功能。为了提高系统的稳定性,系统设有故障报警功能、远程复位功能和远程查询功能等,可实现市电与发电机无缝切换。有效避免了由于市电不稳定而导致气象数据丢失、延误、网络中断等,解决了基层气象台站的供电难题,特别是夜间,为综合气象观测、预报、预警服务提供了稳定的供电保障。     

基于单片机的智能轮椅控制系统设计

为提高轮椅使用者的生活自理能力,本文提出一种智能轮椅控制系统.该系统由STM32单片机进行控制,采用模块化、系统化设计,电源模块、摇杆模块、避障模块、驱动模块构成有机整体,各个模块共同作用、相互协调,共同构成了一个安全可靠的轮椅控制系统.通过通信设计可实现模块间数据的发送与接收.该轮椅设置手动控制和自动控制两种方式,可实现轮椅使用者独立生活和近距离出行,运行安全可靠.     

将NB-IOT物联网技术应用于基层气象服务的探索

将NB-IOT窄带物联网技术引入气象服务领域,分析了在气象服务应用中的可行性;重点阐述了如何基于STM32单片机和NB-IOT通信模块,温湿度、雨量、风力传感器构建智能控制系统,在电信物联网平台上创建产品,构建Profile和编解码插件,远程配置设备的运行参数和告警阀值,实现对各种气象数据的监控和告警功能,并将信息上传到物联网平台;并探讨了如何通过电量状况的判断,启动或关闭某些传感器设备,以此保证整个系统在低电量的情况下还能继续运行。     

两波段太阳紫外线探测系统

设计开发了一种太阳紫外线探测系统。该系统分为紫外线传感器、A/D采集模块、单片机处理模块、DZZ1-2数据处理中心以及计算机监控中心等5部分。高精度和高稳定性的探测传感器,能够感应UVA、UVB两个波段的紫外线并且产生电压信号传输到采集模块。单片机处理模块利用采集到的紫外线信号电压计算紫外线强度并且根据气象行业标准对结果进行统计和记录。数据处理中心可以控制多个单片机模块,具有了良好的扩展性和兼容性,并且利用液晶面板和软键盘方便现场操作和参数设置。计算机监控中心使用户能够远程获取探测数据并且遥控探测现场仪器。最后给出了探测系统运行的部分分析结果。本紫外线探测系统具有运行稳定,遥控以及遥测操作便利等优点。     

基于Android手机手势和语音控制的人机交互系统设计

针对普通遥控器控制智能小车的局限性,结合移动互联网的应用,提出了一种新的人机交互智能小车控制系统的研究方案——一种基于Android手机方向（重力）传感器和语音控制的蓝牙小车控制系统.以Android手机作为上位机,包括语音系统、方向（重力）传感器系统,利用蓝牙通信技术与单片机总控制中心、蓝牙模块、电机驱动模块、蜂鸣器和LED模块、避障模块等组成的下位机进行通信,实现对蓝牙智能小车的实时控制.通过实物制作和测试,验证了系统的可操作性和实用性,同时也为智能轮椅、仓库管理等领域的实际应用奠定了一定的技术基础.     

高原地区风力发电机偏航系统防雷技术研究——以云南地区为例

云南高原地区雷击频繁,应用于该地区的风力发电机因雷击造成巨大损失,风力发电机偏航系统就是经常遭到雷击的部件之一。为保证风机偏航系统安全运行,本文从云南高原地区雷电特性、风力发电机偏航系统遭雷击过程、冲击波冲击风机试验三方面分析和讨论云南高原地区风力发电机偏航系统的防雷问题,得出风力发电机偏航系统遭受雷击时造成损坏的原因:(1)雷电流过大,偏航系统发热严重;(2)感应电流过大,造成系统故障。同时结合原因分析,提出通过保证雷电流泄放路径的畅通、减小接地电阻、增设避雷带、在风叶与偏航系统之间增加绝缘层减小雷电对偏航系统的损害等改进措施。     

基于雷电预警技术的风电设施防雷技术

风力发电技术迅猛发展,单机发电量不断增加,风电机组高度已增加到上百米,风电机组叶片遭受雷击风险也随之加大.通过雷电损害实例分析风机叶片雷击灾害机理,分析雷电击中风机叶片的形成和发展过程,总结大型风机叶片的特点和风电场的环境因素,以大气电场仪的预警数据为基础,结合前沿的等离子体防雷新技术,针对风力发电机的具体情况进行改进,提出实现风电叶片主动避雷的防雷技术构想,探索一种实现风电机组设备避雷的新思路.     

Bias Correction in Wind Direction Forecasting Using the Circular-Circular Regression Method

Wind direction forecasting plays an important role in wind power prediction and air pollution management. Weather quantities such as temperature, precipitation, and wind speed are linear variables in which traditional model output statistics and bias correction methods are applied. However, wind direction is an angular variable; therefore, such traditional methods are ineffective for its evaluation. This paper proposes an effective bias correction technique for wind direction forecasting of turbine height from numerical weather prediction models, which is based on a circular-circular regression approach. The technique is applied to a 24-h forecast of 65-m wind directions observed at Yangmeishan wind farm, Yunnan Province, China, which consistently yields improvements in forecast performance parameters such as smaller absolute mean error and stronger similarity in wind rose diagram pattern.     

自动气象站风向测量系统现场校准方法改进的探讨

研究了一种现场校准自动气象站风向测量系统的方法,即静态三点测量法。目的在于解决目前对风向示值校准角度覆盖不全,即风向校准区间缺测问题。根据格雷码盘式风向传感器的风向值对应码的编码原理和规律,采用理论分析和实验对比的方式论证该校准方法有效性和可靠性。在对风向测量系统的现场校准中,该方法能够很好的解决现场风向校准的区间缺测问题,并且校准数据准确可靠,在现场实际运用中切实可行。对于现行的室内检定风向示值,也建议采用该方法。     

基于分布律规则的风向传感器故障检测算法

风向传感器采用的格雷码编码方式使得风向传感器故障具有一定的“隐蔽性”,而传统故障检测方法需要拆卸风向传感器破坏了气象观测资料的完整性.基于概率分布从数理统计角度建立了码盘式风向传感器的测量数学模型,并在此基础上提出了基于分布律规则的风向传感器故障检测算法,通过VB/SQL/MATLAB混合编程技术实现了图示化的风向传感器故障检测程序,最后进行了故障检测试验.试验结果表明：提出的基于分布律规则的风向传感器故障检测算法能够在不拆卸风向传感器的情况下准确发现和判断出风向传感器单一或组合式故障类型.     

三杯风速传感器非水平风场测量性能

为解决三杯风速传感器在计量检定条件下与观测场景中环境差异所导致的测量数据误差,致力于研究空气流速计量标准在量值传递过程中的真实性、准确性和一致性,为新一代三杯风速传感器作为计量器具的新产品型式评价提供思路和参考指标,依据杯式测风仪测量方法与自动气象站风速风向传感器检定规程,并在实验中加入了主体由角度编码器构成的自动化转盘系统,设计了三杯风速传感器在非水平风场内测量性能水平实验。通过调整三杯风速传感器在风洞试验段内的倾斜角度,模拟其在自然界非水平风场中的测量状态,同步采集风洞的标准指示风速、三杯风速传感器的实测风速以及其相应的倾斜角度,计算示值误差,利用方差分析、趋势分析、相关性分析和线性回归分析等统计方法,对不同倾斜角度下三杯风速传感器示值误差进行研究,得出了三杯风速传感器在风洞试验段内的示值误差与实测风速和倾斜角度之间的相关关系,提出了三杯风速传感器在非水平风场下的测量性能指标。研究了三杯风速传感器在非水平风场中实测风速与标准风速和倾斜角度的回归关系,提出了三杯风速传感器在计量环境下非水平风场中数据的量值传递修正算法。     

基于CFD动力降尺度的复杂地形风电场风电功率短期预测方法研究

复杂地形导致近地层风场时空变化大,是影响风电场短期风电功率预测准确率的重要因素。为此,基于中尺度数值预报模式和微尺度计算流体力学模式,建立了风电场短期风电功率动力降尺度预测系统。该系统由中尺度数值预报模式、微尺度风场基础数据库、风电功率预测集成系统组成,能够预测复杂地形风电场中每台风电机组未来72 h逐15 min的发电量。提高了复杂地形风场发电功率预测准确率,同时还可以在上报电网的风电功率预测结果中考虑运行维护计划和限电等因素对实际并网功率的影响。2014年7月-2015年1月的业务预测试验表明,风电场短期风电功率动力降尺度预测系统的月预测相对误差均小于0.2,满足中国国家电网对风电功率预测误差和时效性的业务要求。动力降尺度技术不受具体项目地形复杂程度和历史观测数据样本量的限制,可以在新建风电场中推广应用,具备实际的可操作性。      

通辽地区风力发电机组综合防雷的探讨

风电的风力发电机防雷需重点解决叶片、机舱、发电机、电气部分、控制系统等雷电防护问题。针对这些不同的需要保护设备,对风力发电机防雷综合防护做简单探讨。     

基于风速高相关分区的风电场风速预报订正

为了提高风电场风速预报和功率预测的精度和准确率,并考虑风机测风数据的不稳定因素,以多年服务的内蒙古中部某风力发电场A为研究区,在勘察风电场地形及风机布局后,按照季节、风向进行风机间风速时空相关性分析,划分出风机轮毂高度风速高相关为典型特征的风机网格分类片区,采用卡尔曼滤波方法,通过直接和间接两种订正方案,分别进行风机片区风速订正。结果表明:风速高相关风机片区的划分,对于提高风电场风速预报及功率预测精度和准确率具有一定作用,利用风电场区测风塔梯度观测风速,对风机片区进行间接订正,可有效改善数值模式预报风速,15个片区类型下相关系数由0.18~0.72提高至0.67~0.91,误差绝对值由1.6~2.9 m·s-1降低至1.0~1.5 m·s-1。