[實用新型]一種適用于冰凍氣象條件的測風裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721013310.2
• 申請日: 2017-08-14
• 公開（公告）號: CN207050779U
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發(fā)明（設計）人: 張懷孔;梁小兵;何廷剛;寧德正;潘基書;張亞軍;朱向東;姚凱旋;楊廣磁;范守元
• 申請（專利權）人: 中國能源建設集團云南省電力設計院有限公司;四川省能投美姑新能源開發(fā)有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 昆明大百科專利事務所53106
• 代理人: 何健

技術領域

本實用新型屬風力發(fā)電技術領域，具體涉及一種適用于冰凍氣象條件的測風裝置。

背景技術

經濟和社會的可持續(xù)發(fā)展無疑是人類正在面臨的重大挑戰(zhàn)，而能源正是人類社會存在和發(fā)展的重要物質基礎，是經濟社會發(fā)展的命脈。傳統(tǒng)能源的生產和消費過程伴隨著大量污染物和溫室氣體的排放，對人類的生存和發(fā)展造成了難以估量的威脅。同時，隨著傳統(tǒng)能源的枯竭，人們越來越對可再生能源寄予厚望。風能資源是清潔可再生能源，風力發(fā)電是新能源領域中技術最為成熟、最具規(guī)模開發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式之一，已在全球大規(guī)模開發(fā)利用。

我國幅員遼闊，風能資源豐富，大規(guī)模發(fā)展風電有助于緩解能源和環(huán)境壓力，促進國民經濟社會可持續(xù)發(fā)展，也是我國作為一個負責任的發(fā)展中國家積極應對氣候變化的有效舉措，國家層面也相繼出臺相應的法律法規(guī)鼓勵風電項目的發(fā)展。2016年，全國新增風電裝機1930萬千瓦，累計并網裝機容量達到1.49億千瓦，占全部發(fā)電裝機容量的9％，風電發(fā)電量2410億千瓦時，占全部發(fā)電量的4％。

從早期的風能資源普查來看，我國以新疆、甘肅、內蒙、河北等省(區(qū))為代表的“三北”地區(qū)風能資源最為豐富、土地開發(fā)利用程度低、開發(fā)建設條件好，適合建設大規(guī)模風電場，風電發(fā)展速度較快。但風電出力的隨機性特點決定了其發(fā)展離不開強大電網的支撐，目前局部地區(qū)的建設速度已遠遠超過電網的承受能力。囿于風電的消納通道，“三北”地區(qū)風電事業(yè)發(fā)展受限，風電發(fā)展整體布局逐漸向中東部和南部地區(qū)轉移。中東部和南部地區(qū)的氣候(沿海腐蝕、高溫、高濕、冰凍、高海拔)、風資源(風速低、湍流大、瞬時風速變化)、局部地形(山地復雜地形、潮濕區(qū)域)等特點也為新時期的風電開發(fā)帶來了新的難題，對資源開發(fā)的精細化發(fā)展提出了更高的要求。

風電機組多安裝在高山及草原、沙漠、戈壁灘、沿海灘涂或近海區(qū)域，受冬季氣候變化影響，機組的葉片表面會發(fā)生覆冰現象。在中部的安徽、湖南、湖北、江西，西部的四川涼山、云南東北部以及貴州中西部等地區(qū)尤為嚴重。這些地區(qū)空氣濕度相對較大，在寒冷的冬季，低溫雨雪天氣常發(fā)，當溫度達到或低于0℃時，空氣中的水汽常以過冷水滴形態(tài)存在。風機葉片旋轉過程中與空氣中的過冷水滴發(fā)生碰撞，過冷水滴撞擊到葉片表面后，水滴形態(tài)迅速改變，同時葉片表面為其提供了足夠的凝結核，使得過冷水滴在葉片表面迅速凍結，形成覆冰。

覆冰改變了葉片的翼型，不僅降低風機性能，減少發(fā)電量，而且在葉片上產生額外載荷引起震動，嚴重時會導致葉片折斷甚至機組倒塌。機載儀器覆冰之后，會干擾風速、風向等參數的測量，影響機組的控制，甚至導致誤操作。冰凍的發(fā)生嚴重影響著風電場的經濟效益和安全運行，防冰和除冰已成為風電行業(yè)亟需解決的重要問題。測風是風電場前期開發(fā)工作的重點之一，其核心內容在于對擬建風電場內風速、風向、溫度、氣壓、濕度以及冰凍等重要氣候參數的測量、統(tǒng)計和分析，為風電場投資決策、設計建設、運行維護和后評估提供可靠的基礎資料。

目前業(yè)界在覆冰形成機理、冰的形成規(guī)律與特征、覆冰導致的異常空氣動力學響應等課題的理論研究以及風電機組防除冰理論和方法等工程實踐方面開展了大量的研究工作。但在風電場測風階段即對冰凍及其影響進行測量和評估，并用于指導風電場開發(fā)工作還鮮有工程案例。授權公告號為CN205067511U和公告號為CN106762471A的中國專利分別采用電加熱和微波加熱的方式對風速計進行加熱，使傳感器上不發(fā)生覆冰，這種方案破壞了測量的客觀性要求，其測量結果不能反應冰凍現象的發(fā)生，對冰凍時段分布和冰凍強度等重要參數均未涉及。授權公告號為CN206115300U、CN206115301U、CN206035059U的中國專利分別對測風塔塔架采取防凍劑和加熱措施，除了防止測風塔因冰凍倒塔外對氣象參數的測量別無他益。

發(fā)明內容

本實用新型的目的正是為了克服上述現有技術存在的問題，提供一種適用于冰凍氣象條件的測風裝置。

為實現上述目的，本實用新型的技術方案是：

一種適用于冰凍氣象條件的測風裝置，本實用新型其特征在于：包括塔架和固定塔架的拉線；在塔架上從上到下設置有若干層裝置層，其中在頂層分別設置有風速計、風向儀、溫濕度傳感器、避雷針、氣壓計，在第二層設置小型雷達測風儀、覆冰傳感器，在第三層及以下層設置風速計，在第四層及以下層分別設置風速計、風向儀，在最底一層分別設置光伏組件、護欄、蓄電池、智能處理器。

本實用新型拉線以塔架為中心，上端連接塔架，下端呈對稱叉角固定于地面。