[实用新型]一种适用于冰冻气象条件的测风装置

说明书

技术领域

本实用新型属风力发电技术领域，具体涉及一种适用于冰冻气象条件的测风装置。

背景技术

经济和社会的可持续发展无疑是人类正在面临的重大挑战，而能源正是人类社会存在和发展的重要物质基础，是经济社会发展的命脉。传统能源的生产和消费过程伴随着大量污染物和温室气体的排放，对人类的生存和发展造成了难以估量的威胁。同时，随着传统能源的枯竭，人们越来越对可再生能源寄予厚望。风能资源是清洁可再生能源，风力发电是新能源领域中技术最为成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一，已在全球大规模开发利用。

我国幅员辽阔，风能资源丰富，大规模发展风电有助于缓解能源和环境压力，促进国民经济社会可持续发展，也是我国作为一个负责任的发展中国家积极应对气候变化的有效举措，国家层面也相继出台相应的法律法规鼓励风电项目的发展。2016年，全国新增风电装机1930万千瓦，累计并网装机容量达到1.49亿千瓦，占全部发电装机容量的9％，风电发电量2410亿千瓦时，占全部发电量的4％。

从早期的风能资源普查来看，我国以新疆、甘肃、内蒙、河北等省(区)为代表的“三北”地区风能资源最为丰富、土地开发利用程度低、开发建设条件好，适合建设大规模风电场，风电发展速度较快。但风电出力的随机性特点决定了其发展离不开强大电网的支撑，目前局部地区的建设速度已远远超过电网的承受能力。囿于风电的消纳通道，“三北”地区风电事业发展受限，风电发展整体布局逐渐向中东部和南部地区转移。中东部和南部地区的气候(沿海腐蚀、高温、高湿、冰冻、高海拔)、风资源(风速低、湍流大、瞬时风速变化)、局部地形(山地复杂地形、潮湿区域)等特点也为新时期的风电开发带来了新的难题，对资源开发的精细化发展提出了更高的要求。

风电机组多安装在高山及草原、沙漠、戈壁滩、沿海滩涂或近海区域，受冬季气候变化影响，机组的叶片表面会发生覆冰现象。在中部的安徽、湖南、湖北、江西，西部的四川凉山、云南东北部以及贵州中西部等地区尤为严重。这些地区空气湿度相对较大，在寒冷的冬季，低温雨雪天气常发，当温度达到或低于0℃时，空气中的水汽常以过冷水滴形态存在。风机叶片旋转过程中与空气中的过冷水滴发生碰撞，过冷水滴撞击到叶片表面后，水滴形态迅速改变，同时叶片表面为其提供了足够的凝结核，使得过冷水滴在叶片表面迅速冻结，形成覆冰。

覆冰改变了叶片的翼型，不仅降低风机性能，减少发电量，而且在叶片上产生额外载荷引起震动，严重时会导致叶片折断甚至机组倒塌。机载仪器覆冰之后，会干扰风速、风向等参数的测量，影响机组的控制，甚至导致误操作。冰冻的发生严重影响着风电场的经济效益和安全运行，防冰和除冰已成为风电行业亟需解决的重要问题。测风是风电场前期开发工作的重点之一，其核心内容在于对拟建风电场内风速、风向、温度、气压、湿度以及冰冻等重要气候参数的测量、统计和分析，为风电场投资决策、设计建设、运行维护和后评估提供可靠的基础资料。

目前业界在覆冰形成机理、冰的形成规律与特征、覆冰导致的异常空气动力学响应等课题的理论研究以及风电机组防除冰理论和方法等工程实践方面开展了大量的研究工作。但在风电场测风阶段即对冰冻及其影响进行测量和评估，并用于指导风电场开发工作还鲜有工程案例。授权公告号为CN205067511U和公告号为CN106762471A的中国专利分别采用电加热和微波加热的方式对风速计进行加热，使传感器上不发生覆冰，这种方案破坏了测量的客观性要求，其测量结果不能反应冰冻现象的发生，对冰冻时段分布和冰冻强度等重要参数均未涉及。授权公告号为CN206115300U、CN206115301U、CN206035059U的中国专利分别对测风塔塔架采取防冻剂和加热措施，除了防止测风塔因冰冻倒塔外对气象参数的测量别无他益。

发明内容

本实用新型的目的正是为了克服上述现有技术存在的问题，提供一种适用于冰冻气象条件的测风装置。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种适用于冰冻气象条件的测风装置，本实用新型其特征在于：包括塔架和固定塔架的拉线；在塔架上从上到下设置有若干层装置层，其中在顶层分别设置有风速计、风向仪、温湿度传感器、避雷针、气压计，在第二层设置小型雷达测风仪、覆冰传感器，在第三层及以下层设置风速计，在第四层及以下层分别设置风速计、风向仪，在最底一层分别设置光伏组件、护栏、蓄电池、智能处理器。

本实用新型拉线以塔架为中心，上端连接塔架，下端呈对称叉角固定于地面。