[发明专利]一种基于风速估计模型的多风机协同风场系统

说明书

本发明提供一种基于风速估计模型的多风机协同风场系统，该风场系统不仅可在风场形成区域的指定目标点形成风速可控的风场，包括：风机组、两个风速传感器、风机控制和驱动单元，两个风速传感器分别为固定风速传感器和风速测试传感器；其中风机组包括两个以上呈阵列式分布的风机，两个风速传感器均位于风场测试区域外部，其中固定风速传感器固定在风机组和风场测试区域之间，风速测试传感器设置在风场测试区域远离风机组的一侧。风机控制和驱动单元依据采集到的数据建立风速估计模型，根据风速估计模型估算风场形成区域内目标点风速，并能够对目标点风速进行控制，采用该系统克服了无法使用固定风机在无法安装风速传感器的区域形成可控风场的问题。

技术领域

本发明涉及一种多风机协同的风场系统，特别涉及一种基于风速估计模型的多风机协同风场系统。

背景技术

目前，公知的风场产生方法有：普通风机、轴流压缩机和贮气罐等。风洞中各点风速一般是均匀和可控的，但是风洞的设计和建设的成本很高。而普通风机产生的风场风速是变化的，而且在使用中风场内指定位置风速难以直接测量，如果放置传感器又会影响风场空间的使用，因此如何构建一个在一定程度上可控的大面积的风场，是很多行业和专业化应用过程中的一个重要的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于风速估计模型的多风机协同风场系统，该风场系统不仅可在风场形成区域的指定目标点形成风速可控的风场，并且避免了在风场形成区域布置传感器影响风场空间的问题。

所述的基于风速估计模型的多风机协同风场系统：包括：风机组、两个风速传感器、风机控制和驱动单元，令两个风速传感器分别为风速传感器A和风速传感器B；

所述风机组包括两个以上呈阵列式分布的风机，且所述风机组中所有风机的出风口朝向相同；

在所述风机组所形成的风场内设置两个风速传感器，两个风速传感器均位于风场测试区域外部，所述风场测试区域为在风机组所形成的风场内选定的测试区域，其中风速传感器A位于风机组和风场测试区域之间，风速传感器B位于风场测试区域远离风机组的一侧，风机组启动后，两个风速传感器分别测量其所在位置处的风速值，并发送给所述风机控制和驱动单元；

所述风机控制和驱动单元依据接收到的两个风速传感器所测量的风速值，结合风机频率拟合得到风速估计模型；依据拟合得到的风速估计模型，估算风场测试区域内指定目标点的风速；

所述风机控制和驱动单元能够对风机组中的各风机的频率进行单独控制，实现对各风机风速的单独控制。

当需要对风场测试区域内指定目标点的风速值进行控制，即将风场测试区域内指定目标点的风速控制在设定值时：所述风机控制和驱动单元依据该设定值和风速估计模型计算当目标点的风速为该设定值时两个风速传感器所在位置处的风速值；然后控制风机组中各风机的频率，使两个风速传感器所测得的风速值与计算的风速值一致。

所述风机控制和驱动单元内部预存有协同控制策略，所述协同控制策略指风机组中各风机在不同频率的组合下，两个风速传感器所在位置的风速值。

有益效果

(1)该风场系统不仅可在风场形成区域的指定目标点形成风速可控的风场，克服了无法使用固定风机在无法安装风速传感器的区域形成可控可变风场的问题，避免了在风场形成区域布置传感器影响风场空间的问题，

(2)本发明通过对风场内特征点(即固定风速传感器和风速测试传感器)的风速标定和建模、目标点风速的估计和对风机组的协同反馈控制，实现了科学的、低成本的大面积可控风场的构建。

附图说明

图1为本发明的风场系统的组成图；

图2为本发明的风场系统的风机组排布示意图。