便捷式风场测风装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202020412090.6 (22)申请日 2020.03.26 (73)专利权人 特变电工新疆新能源股份有限公 司 地址 830011 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐 市高新区技术产业开发区长春南路 399号 (72)发明人 马国强张彦民 (74)专利代理机构 西安通大专利代理有限责任 公司 61200 代理人 李鹏威 (51)Int.Cl. G01P 5/00(2006.01) G01P 1/00(2006.01) (54)实用新型名称 一种便捷式风场测风装置 (57)摘要 本实。

2、用新型属于测风装置领域， 公开了一种 便捷式风场测风装置， 包括空中悬浮体、 转动连 接器、 固定支臂、 测风仪、 牵引绳索以及基座； 所 述转动连接器一端与所述空中悬浮体下表面连 接； 所述固定支臂一端与所述转动连接器另一端 活动连接； 所述测风仪一端与所述固定支臂另一 端连接； 所述牵引绳索一端与所述测风仪另一端 连接； 测风时， 所述基座贴附于地面， 所述牵引绳 索另一端长度可调节的系于所述基座上， 所述基 座用来将所述测风仪保持在设定的高度上进行 风速测量。 基于灵活的安装使用方式， 可有效解 决传统测风中受特殊地形影响存在的问题， 并且 可对风机周围水平及竖向全范围进行相关参数 的测。

3、量、 传输、 对比和分析工作。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 212111471 U 2020.12.08 CN 212111471 U 1.一种便捷式风场测风装置， 其特征在于， 包括： 空中悬浮体(1)； 转动连接器(5)， 所述转动连接器(5)一端与所述空中悬浮体(1)下表面连接； 固定支臂(2)， 所述固定支臂(2)一端与所述转动连接器(5)另一端活动连接； 测风仪(3)， 所述测风仪(3)一端与所述固定支臂(2)另一端连接； 牵引绳索(4)， 所述牵引绳索(4)一端与所述测风仪(3)另一端连接； 以及基座， 测风时， 所述基座贴附于地面， 所述牵引绳索(4)另一端长度可。

4、调节的系于 所述基座上， 所述基座用来将所述测风仪(3)保持在设定的高度上进行风速测量。 2.根据权利要求1所述的便捷式风场测风装置， 其特征在于， 所述固定支臂(2)上设置 测风向传感器、 气压传感器、 气温传感器和湿度传感器中的一种或几种。 3.根据权利要求1所述的便捷式风场测风装置， 其特征在于， 所述牵引绳索(4)上标记 有刻度线。 4.根据权利要求1所述的便捷式风场测风装置， 其特征在于， 所述转动连接器(5)与固 定支臂(2)连接的一端上开设空心结构， 所述固定支臂(2)一端上设置环状连接体(6)， 所述 环状连接体(6)卡在所述空心结构内部。 5.根据权利要求1所述的便捷式风场测。

5、风装置， 其特征在于， 所述固定支臂(2)由弹性 材料制成。 6.根据权利要求1所述的便捷式风场测风装置， 其特征在于， 所述空中悬浮体(1)为热 气球或氢气球。 7.根据权利要求1所述的便捷式风场测风装置， 其特征在于， 所述转动连接器(5)一端 与所述空中悬浮体(1)下表面粘接连接。 权利要求书 1/1 页 2 CN 212111471 U 2 一种便捷式风场测风装置 技术领域 0001 本实用新型属于测风装置领域， 涉及一种便捷式风场测风装置。 背景技术 0002 风速大小和高度方向上的风速分布， 是决定风力发电机容量和风塔高度的重要因 素， 过高的风塔高度， 增加了建设费用， 而发电量。

6、并不增多； 过低的风塔高度， 发电量不足， 降低了投资设备效率。 因此， 在风力资源调查、 评估和风电场建设的可行性研究时， 需要全 面了解风场不同高度的风速分布， 由此根据单机容量的大小， 优化选择叶片长度和风塔高 度， 使之达到最佳的投资效率。 测风设备主要以地面固定式为主， 包括传统的桁架式测风塔 及目前应用较多的激光雷达等。 在风电场建成后， 采用传统的方式进行测风受外部条件的 影响实施过程中存在一定的难度， 比如已建风机位于临崖等特殊地形情况下， 需要对相关 风况参数进行测定用以分析风的流态对风机早承德影响， 而采用传统方法无法开展测风工 作。 0003 目前， 风电场不同高度的风速。

7、分布测量， 常规的方法有栀杆式和塔式两种， 风速仪 按一定的间隔， 安装在桅杆或塔的不同高度， 由多台风速仪同步测量。 桅杆式风速不同高度 分布测量系统由桅杆、 斜拉索和风速仪等组成， 桅杆用于安装风速仪， 斜拉索用于桅杆的空 间定位， 竖直的桅杆在风力的作用下， 产生与风向一致的水平作用力， 由此使斜拉索产生与 之平衡的水平反作用力。 但是， 随着风电技术的进步， 风电机组已向大型化方向发展， 过高 的桅杆测风塔带来的是成本的增加以及测风塔稳定性问题。 传统用于风速大小测量的皮 托静压管测风法虽然具有自由灵活、 测量成本相对较低、 可连续重复测量等优点， 是无人 机测风技术一个很好的发展方向。

8、， 其主要是通过测得飞机在水平、 匀速、 直线状态下的地速 和空速， 通过矢量运算解得风速， 但是， 无人机时常存在加、 减速运动， 很难保持匀速飞行的 问题， 导致测量结果与实际偏差较大。 0004 综上所述， 由于风速不同高度的大小分布， 受大气层稳定性、 地形形状、 表面粗糙 度、 气候等多种复杂因素影响， 不同地域的风速高度分布差异较大。 因此， 上述这些基于有 限高度局部风速测量进而外推风场风速的全尺度高度分布的范式， 对风力资源评估产生很 大的不确定性， 不能精确地评估风力资源， 并且对测量装置的灵活性很差。 实用新型内容 0005 本实用新型的目的在于克服上述现有技术中风速高度分。

9、布测量不精确， 测量装置 灵活性差的缺点， 提供一种便捷式风场测风装置。 0006 为达到上述目的， 本实用新型采用以下技术方案予以实现： 0007 一种便捷式风场测风装置， 包括： 空中悬浮体； 转动连接器， 所述转动连接器一端 与所述空中悬浮体下表面连接； 固定支臂， 所述固定支臂一端与所述转动连接器另一端活 动连接； 测风仪， 所述测风仪一端与所述固定支臂另一端连接； 牵引绳索， 所述牵引绳索一 端与所述测风仪另一端连接； 以及基座， 测风时， 所述基座贴附于地面， 所述牵引绳索另一 说明书 1/4 页 3 CN 212111471 U 3 端长度可调节的系于所述基座上， 所述基座用来将。

10、所述测风仪保持在设定的高度上进行风 速测量。 0008 本实用新型进一步的改进在于： 0009 所述固定支臂上设置测风向传感器、 气压传感器、 气温传感器和湿度传感器中的 一种或几种。 0010 所述牵引绳索上标记有刻度线。 0011 所述转动连接器与固定支臂连接的一端上开设空心结构， 所述固定支臂一端上设 置环状连接体， 所述环状连接体卡在所述空心结构内部。 0012 所述固定支臂由弹性材料制成。 0013 所述空中悬浮体为热气球或氢气球。 0014 所述转动连接器一端与所述空中悬浮体下表面粘接连接。 0015 与现有技术相比， 本实用新型具有以下有益效果： 0016 通过采用空中悬浮体与测。

11、风仪相结合的方式进行测风， 其中空中悬浮体下方的牵 引绳索， 可以标识长度标记， 通过牵引绳索的倾角结合自地面放逐的高度值， 进行估算测风 仪的高度， 从而得到任意高度的风速值分布。 基座贴附于地面的可移动设计， 以及空中悬浮 体与牵引绳索的结构设计， 使得测风装置对地形的要求大降低， 可有效解决传统测风中受 特殊地形影响存在的问题， 实现不便于安装测风塔及激光雷达地区的测风， 并且可对风机 周围水平及竖向全范围进行相关参数的测量、 传输、 对比和分析工作， 相较于基于有限高度 局部风速测量的外推风场风速的全尺度高度分布的测风方式， 直接测量得到的测量结果的 精确性得到极大保证。 测风仪与空中。

12、悬浮体之间设置固定支臂， 测风仪位于空中悬浮体下 方一定距离， 从而消除空中悬浮体对测风的影响， 得到的测量结果更加精确。 0017 进一步的， 固定支臂上设置测风向传感器、 气压传感器、 气温传感器和湿度传感器 中的一种或几种， 进而可根据需要在固定支臂上不同高度处安装风向标、 温度、 气压等监测 设备， 不间断测量及采集风向、 湿度、 温度及气压等气候参数， 测量数据被记录并存储于安 装在测风仪上的数据记录模块中， 用于风场选址及风资源评估。 0018 进一步的， 牵引绳索上标记有刻度线， 便于得知任意时刻位于空中的牵引绳索的 长度， 进而结合牵引绳索的倾斜角度， 方便准确的计算得到测风仪。

13、的所处高度。 0019 进一步的， 固定支臂由弹性材料制成， 用以缓和因悬浮体受气流扰动产生的冲击 或震动， 进而降低测风仪晃动和抖动的力度， 提高测风仪测量精度。 附图说明 0020 图1为本实用新型的结构示意图； 0021 图2为本实用新型的转动连接器与固定支臂的连接示意图。 0022 其中： 1-空中悬浮体； 2-固定支臂； 3-测风仪； 4-牵引绳索； 5-转动连接器； 6-环状 连接体。 具体实施方式 0023 为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案， 下面将结合本实用新型实 施例中的附图， 对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的 说明书 2。

14、/4 页 4 CN 212111471 U 4 实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例， 而不是全部的实施例。 基于本实用新型中的实 施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都应 当属于本实用新型保护的范围。 0024 需要说明的是， 在本实用新型的描述中， 需要理解的是， 术语 “中心” 、“纵向” 、“横 向” 、“上” 、“下” 、“前” 、“后” 、“左” 、“右” 、“竖直” 、“水平” 、“顶” 、“底” 、“内” 、“外” 等指示的方 位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系， 仅是为了便于描述本实用新型创造和简 化描述， 而不是指示或暗示所。

15、指的装置或元件必须具有特定的方位、 以特定的方位构造和 操作， 因此不能理解为对本实用新型创造的限制。 术语 “安装” 、“相连” 、“连接” 应做广义理 解， 例如， 可以是固定连接， 也可以是可拆卸连接， 或一体地连接； 可以是机械连接， 也可以 是电连接； 可以是直接相连， 也可以通过中间媒介间接相连， 可以是两个元件内部的连通。 对于本领域的普通技术人员而言， 可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型创造中的 具体含义。 0025 下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述： 0026 参见图1， 本实用新型便捷式风场测风装置， 包括空中悬浮体1、 转动连接器5、 固定 支臂2、 测风仪。

16、3、 牵引绳索4和基座。 0027 空中悬浮体1采用热气球或氢气球， 通过热气球或氢气球的浮力作用， 将转动连接 器5、 固定支臂2、 测风仪3和牵引绳索4向上拉伸， 至测风仪3达到所设定高度进行风速测量。 0028 转动连接器5上端粘贴于空中悬浮体1下表面， 固定支臂2上端与转动连接器5活动 连接， 测风仪上端固定于固定支臂2下端； 牵引绳索4上端与测风仪3底部固定连接； 牵引绳 索4下端与基座连接； 测风时， 基座用来贴附于地面， 牵引绳索4长度可调节的系于基座上， 所述基座用来将测风仪3保持在设定的高度上进行所设定高度的风速测量， 由于此测风装 置为一种可移动的设备， 因此， 基座的重量。

17、大概在2吨以内， 从而便于移动。 0029 其中， 测风装置的牵引绳索4上标记有刻度线， 便于随时得知位于空中的牵引绳索 4的长度， 进而结合牵引绳索4的倾斜角度， 方便准确的计算得到测风仪3的所处高度。 0030 在测风装置的固定支臂2上方安装有测风向传感器、 气压传感器、 气温传感器和湿 度传感器中的一种或几种， 可根据需要在固定支臂上不同高度处安装风向标、 温度、 气压等 监测设备， 不间断测量及采集风向、 湿度、 温度及气压等气候参数， 测量数据被记录并存储 于安装在测风仪上的数据记录模块中， 用于风场选址及风资源评估。 0031 测风装置的固定支臂2采用弹性材料制成， 用以缓和因悬浮。

18、体受气流扰动产生的 冲击或震动， 进而降低测风仪晃动和抖动的力度， 提高测风仪测量精度。 0032 转动连接器5与固定支臂2连接的一端上开设空心结构， 所述固定支臂2一端上设 置环状连接体6， 所述环状连接体6卡在所述空心结构内部， 既能实现固定支臂2与转动连接 器5的稳定连接， 也能保证固定支臂2与转动连接器5之间的转动。 0033 本实用新型便捷式风场测风装置， 采用空中悬浮体1与测风仪3相结合的方式进行 测风， 可有效解决传统测风中受特殊地形影响存在的问题， 并且可对风机周围水平及竖向 全范围进行相关参数的测量、 传输、 对比和分析工作。 其中空中悬浮体1下面的牵引绳4可以 标识长度标记。

19、， 结合绳索的倾角来估算测风仪3自地面放逐的高度， 方便快捷。 同时， 测风仪 3在空中悬浮体1下方一定距离， 从而消除空中悬浮体1对测风的影响； 在固定支臂2上安装 测风向传感器、 气压传感器、 气温传感器和湿度传感器， 实现不便于安装测风塔及激光雷达 说明书 3/4 页 5 CN 212111471 U 5 地区的测风。 由传统的基于固定高度局部测量改为可实现基于多尺度测量， 并能够根据风 场的地形与地貌， 选择任意风场进行测量， 降低测量成本和工程风险。 0034 以上内容仅为说明本实用新型的技术思想， 不能以此限定本实用新型的保护范 围， 凡是按照本实用新型提出的技术思想， 在技术方案基础上所做的任何改动， 均落入本实 用新型权利要求书的保护范围之内。 说明书 4/4 页 6 CN 212111471 U 6 图1 图2 说明书附图 1/1 页 7 CN 212111471 U 7 。