风电场超声波风速监测系统误差分析方法
【专利摘要】本发明公开了一种风电场超声波风速监测系统误差分析方法，包括：分析距离和时间误差对超声波风速监测系统测量精度的影响的步骤，以及分析湿度对超声波测温影响的步骤，因水汽对超声波的传播速度有影响，进而对温度的测量有影响。实现解析距离和时间差以及温度对超声波的影响，从而提高检测精度的目的。
【专利说明】风电场超声波风速监测系统误差分析方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及新能源发电过程中风资源监测【技术领域】，具体地，涉及一种风电场超声波风速监测系统误差分析方法。
【背景技术】
[0002]目前，我国风电进入规模化发展阶段以后所产生的大型新能源基地多数位于“三北地区”(西北、东北、华北)，大型新能源基地一般远离负荷中心，其电力需要经过长距离、高电压输送到负荷中心进行消纳。由于风资源的间歇性、随机性和波动性，导致大规模新能源基地的风电发电出力会随之发生较大范围的波动，进一步导致输电网络充电功率的波动，给电网运行安全带来一系列问题。
[0003]截至2013年11月，甘肃电网并网风电装机容量已达668万千瓦，约占甘肃电网总装机容量的21%，成为仅次于火电的第二大主力电源。随着风电并网规模的不断提高，风电不确定性和不可控性给电网的安全稳定经济运行带来诸多问题。对风力发电过程中的风资源进行监测，可以更好的预测未来一段时间内风能的变化情况，从而可以更精确的对风电功率进行预测和校正，提高预测精度，促进新能源发电的发展。但超声波的距离和超声波的传输时间对风资源进行监测系统的误差较大。

【发明内容】

[0004]本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种风电场超声波风速监测系统误差分析方法，以实现解析距离和时间差以及温度对超声波的影响，从而提高检测精度的优点。
[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0006]一种风电场超声波风速监测系统误差分析方法，包括:
[0007]分析距离和时间误差对超声波风速监测系统测量精度的影响的步骤，
[0008]以及分析湿度对超声波测温影响的步骤，因水汽对超声波的传播速度有影响，进而对温度的测量有影响。
[0009]根据本发明的优选实施例，上述距离和时间误差对超声波风速监测系统测量精度的影响的步骤具体如下:
[0010]首先分析一对超声波探头中两超声波换能器之间的距离Ad引起的误差，超声波换能器之间的波阵面和换能器的端面之间存在的距离，支架的形变从而引入d的误差；
[0011]其次是计时误差At，由于超声波换能器在发送和接收超声波时存在延迟效应，加上电路的延迟将引起t的误差；
[0012]以及由于超声波换能器对风的遮挡，在背风一侧将会出现风速减小，称作阴影效应，迎风角越小则阴影效应越明显，在理想情况下，阴影效应看作是在小段距离内，风被完全阻挡，相当于d减小了，因而将阴影效应产生的误差折算到d的误差中处理。
[0013]根据本发明的优选实施例，距离和时间误差对超声波风速监测系统测量精度的影响的步骤中，风速测量中，主要测量超声波顺风和逆风传播的时间差，因而时间的误差在时间差中将会抵消，其中At相对于t为高阶无穷小，即At对风速V的影响忽略，具体公式如下:
【权利要求】
1.一种风电场超声波风速监测系统误差分析方法，其特征在于，包括: 分析距离和时间误差对超声波风速监测系统测量精度的影响的步骤， 以及分析湿度对超声波测温影响的步骤，因水汽对超声波的传播速度有影响，进而对温度的测量有影响。
2.根据权利要求1所述的风电场超声波风速监测系统误差分析方法，其特征在于，上述距离和时间误差对超声波风速监测系统测量精度的影响的步骤具体如下: 首先分析一对超声波探头中两超声波换能器之间的距离△(!引起的误差，超声波换能器之间的波阵面和换能器的端面之间存在的距离，支架的形变从而引入d的误差； 其次是计时误差At，由于超声波换能器在发送和接收超声波时存在延迟效应，加上电路的延迟将引起t的误差； 以及由于超声波换能器对风的遮挡，在背风一侧将会出现风速减小，称作阴影效应，迎风角越小则阴影效应越明显，在理想情况下，阴影效应看作是在小段距离内，风被完全阻挡，相当于d减小了，因而将阴影效应产生的误差折算到d的误差中处理。
3.根据权利要求2所述的风电场超声波风速监测系统误差分析方法，其特征在于，距离和时间误差对超声波风速监测系统测量精度的影响的步骤中，风速测量中，主要测量超声波顺风和逆风传播的时间差，因而时间的误差在时间差中将会抵消，其中At相对于t为高阶无穷小，即△ t对风速V的影响忽略，超声波顺风和逆风传播的时间差的计算公式如下:
【文档编号】G01P5/24GK103884865SQ201410074864
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月3日 优先权日:2014年3月3日
【发明者】汪宁渤, 路亮, 王定美, 刘光途, 吕清泉, 陈钊 申请人:国家电网公司, 国网甘肃省电力公司, 甘肃省电力公司风电技术中心