风电场毫米波雷达技术研究及应用
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毫米波雷达工作原理
毫米波雷达是一种使用毫米波频段的无线电波来观测和探测物体的雷达系统。
其工作原理通常可以分为以下几个步骤:
1. 发射毫米波信号:毫米波雷达系统通过发射天线向目标发射毫米波信号。
这些信号具有较短的波长(通常在1-10毫米之间),因此能够提供更高的分辨率和精度。
2. 接收回波信号:一旦毫米波信号与目标物体相交,部分信号将被目标散射回雷达系统。
接收天线将捕捉到这些回波信号,并将其送入接收机进行进一步处理。
3. 信号处理:接收机将接收到的回波信号进行放大和滤波处理。
这可以帮助提取出有用的目标信息,并减少噪声的影响。
通过对接收到的信号进行特殊处理,可以确定物体的距离、速度和方向等信息。
4. 目标检测与跟踪:在信号处理之后,目标的位置和运动信息将被推算出来。
通过比较连续扫描周期内的信号变化,可以实现对目标的检测和跟踪。
这些数据可以用于生成雷达图像或进行其他相关的应用。
5. 数据分析与应用:最后,根据目标检测和跟踪的结果,可以进行更深入的数据分析和应用。
比如在自动驾驶领域,毫米波雷达可以帮助实时监测周围的车辆和障碍物,以确保安全驾驶。
总体而言,毫米波雷达工作原理是通过发送和接收毫米波信号,
以及对信号进行处理和分析,实现目标检测和跟踪的功能。
由于毫米波信号具有较短的波长和更高的分辨率,毫米波雷达在工业、军事和汽车等领域得到广泛应用。
毫米波测云雷达(HMBQ)在国内的研究应用介绍仲凌志1刘黎平葛润生周秀骥中国气象科学研究院,灾害性天气国家重点实验室北京,100081摘要观测云宏观信息及其辐射特性的工具一直都很缺乏。
利用毫米波测云雷达连续观测大气中的云能够获得有重要意义的参数。
2007年中国气象科学研究院研发了一部应用于探测云、雾和沙尘暴垂直结构的机动式8mm波长的毫米波雷达系统(HMBQ)。
本文首先简单阐述了观测、研究云的重要性,介绍了毫米波雷达在观测云信息上的优势,然后重点介绍了该雷达目前的外场试验情况,以及在云属性反演和研究工作的进展,并对研究结果作了初步分析。
关键词:毫米波测云雷达云参数反演1 引言云不仅对辐射能量传输和平衡过程有重要影响,是研究气候的很重要的一个因素,而且其是水分循环系统中是一个主要环节,人工影响天气的主要对象,因此是气象业务与气象学科研究的中心问题之一。
目前我们的中尺度数值模式利用模式计算得到的云分析场作为模式的初始场与其它初始场一起作为该模式的初始场,对模式进行“热启动”,从而实现用数值模式进行预报的计算。
然而,用模式计算得到的云分析场的精度取决于模式中的云物理过程设计的科学与精细程度,就当前的水平而言,这与实际云内参数分布有明显差别,这会显著影响用数值模式所做的临近预报的精度。
而云的实际观测资料一方面能够改善模式模拟初始场的参数,同时也可以帮助我们更好的了解云内的微物理特性;反过来,我们对云的了解越深入,越能够合理的利用模式结果研究降水天气以及预测气候变化。
因此,云的观测和研究对气象研究具有重要的作用,是气象业务与气象学科研究的中心问题之一。
目前研究云的遥感手段主要有卫星、微波辐射计、机投探空仪以及云幂测1作者简介:仲凌志,女,1982- 博士 e-mail: *********************课题资助:武汉暴雨研究所开放性课题(编号:IHR2009)量仪,虽然它们可以获得一定云信息,但是或者时间分辨率低,或者空间分辨率低,或者不能穿透厚云的表层探测其垂直、水平尺度以及内部结构,不能准确反映时刻变化的云参数信息。
毫米波雷达实验测试报告一、实验目的:1.了解毫米波雷达的原理和工作方式。
2.学习使用毫米波雷达进行测量和检测。
3.分析毫米波雷达的性能和应用。
二、实验器材:1.毫米波雷达仪器2.雷达天线3.功率计4.波导组件5.计算机三、实验步骤:1.将毫米波雷达仪器连接到电源并打开。
2.将雷达天线连接到仪器的接口端口。
3.设置仪器的工作频率和功率。
4.将波导组件插入到仪器和被测物体之间。
5.通过计算机对测量结果进行记录和分析。
四、实验结果:在实验中,我们选择了一个小型金属板作为被测物体。
我们通过毫米波雷达仪器对该物体进行了测量和检测。
实验结果显示,毫米波雷达能够精确地检测出金属板的位置和形状。
通过对波导组件的设计和调整,我们可以获得不同频率和功率的毫米波信号,从而对不同物体进行测量和检测。
实验中,我们还测试了毫米波雷达的测量范围和准确度。
实验结果表明,毫米波雷达在短距离内的测量准确度非常高,能够实时显示物体的位置和形状。
然而,在较长距离上,由于信号传播衰减和反射效应的影响,测量精度会降低。
五、实验分析:通过本次实验,我们了解了毫米波雷达的原理和工作方式。
毫米波雷达利用高频的毫米波信号进行测量和检测,具有高分辨率、远程探测和准确性高等优点。
然而,毫米波雷达在实际应用中还存在一些问题。
首先,毫米波雷达的设备和器件成本较高,限制了其广泛应用。
其次,由于毫米波信号对大气的散射和吸收非常敏感,因此在恶劣的天气条件下,其测量和检测能力会受到影响。
综上所述,毫米波雷达在工业、安防、交通等领域具有广泛的应用前景。
通过进一步的技术改进和研究,相信毫米波雷达将在未来发展成为一种重要的检测和测量工具。
六、实验总结:通过本次实验,我们对毫米波雷达的原理和工作方式有了深入的了解。
我们学会了使用毫米波雷达进行测量和检测,并对其性能和应用进行了分析。
本次实验虽然取得了一定的结果,但还存在一些不足之处。
例如,由于时间和条件的限制,我们只对一个小型金属板进行了测量,未能充分发挥毫米波雷达的能力。
毫米波雷达体征探测应用案例毫米波雷达是一种利用毫米波频段的电磁波进行探测的技术,其应用领域广泛,包括了体征探测。
下面列举了一些毫米波雷达体征探测应用的案例:1. 呼吸监测:毫米波雷达可以通过测量人体呼吸运动产生的微小位移来监测呼吸频率和呼吸模式。
这种非接触式的呼吸监测技术可以在医疗领域用于病房监护、睡眠障碍诊断等方面。
2. 心率监测:毫米波雷达可以通过测量人体心脏跳动产生的微小位移来监测心率。
相比传统的心率监测方法,毫米波雷达具有非接触式、实时性强、准确度高等优点,可以应用于心血管疾病的早期诊断和心脏健康监测等方面。
3. 血液压力监测:毫米波雷达可以通过测量人体动脉血液流动的速度和脉搏波形来监测血液压力。
这种非侵入式的血压监测技术可以用于高血压患者的长期监测和健康管理。
4. 血糖监测:毫米波雷达可以通过测量人体皮肤组织中的葡萄糖浓度来监测血糖水平。
相比传统的血糖监测方法,毫米波雷达无需穿刺皮肤,可以实现连续监测和无痛苦的血糖检测。
5. 睡眠质量评估:毫米波雷达可以通过测量人体在睡眠过程中产生的微小运动来评估睡眠质量。
这种非接触式的睡眠监测技术可以用于睡眠障碍的诊断和睡眠质量改善的指导。
6. 姿势检测:毫米波雷达可以通过测量人体各个关节的运动来检测人体的姿势。
这种技术可以用于姿势纠正、运动损伤预防等方面。
7. 肌肉活动监测:毫米波雷达可以通过测量人体肌肉的微小振动来监测肌肉的活动情况。
这种技术可以用于康复训练、肌肉疾病诊断等方面。
8. 精神压力监测:毫米波雷达可以通过测量人体的微小皮肤运动来评估精神压力水平。
这种非接触式的精神压力监测技术可以用于压力管理和心理健康评估等方面。
9. 情绪识别:毫米波雷达可以通过测量人体的微小面部运动来识别情绪状态。
这种技术可以用于情绪监测、情绪识别和情绪调节等方面。
10. 运动状态监测:毫米波雷达可以通过测量人体的运动状态来评估运动负荷和运动效果。
这种技术可以用于运动训练、运动康复等方面。
毫米波雷达的基本原理及其应用1. 毫米波雷达的基本原理毫米波雷达是一种利用毫米波进行探测和测量的雷达系统。
毫米波指的是频率范围在30 GHz到300 GHz之间的电磁波。
与传统的雷达系统相比,毫米波雷达具有更高的频率、更短的波长和更高的分辨率,因此具有更高的精度和灵敏度。
毫米波雷达的基本原理如下:1.发射器:毫米波雷达系统通过发射器产生毫米波信号,发射器通常采用谐振腔和天线组成。
2.接收器:接收器接收反射回来的毫米波信号,并将信号转化为可用的电信号。
3.天线:天线是毫米波雷达系统中非常重要的组成部分,用于发射和接收毫米波信号。
4.信号处理:毫米波雷达将接收到的信号进行处理,通过比较发射信号和接收信号的差异来确定目标物体的位置、速度和其他特征。
5.数据分析和显示:毫米波雷达将处理后的数据进行分析,并通过显示设备将结果呈现出来,如显示目标物体的位置、速度等信息。
2. 毫米波雷达的应用毫米波雷达在多个领域有着广泛的应用,包括以下几个方面:2.1 无人驾驶汽车无人驾驶汽车是毫米波雷达的一个重要应用领域。
毫米波雷达可以通过探测周围的障碍物,帮助无人驾驶汽车实时感知和判断道路情况,从而避免潜在的危险。
利用毫米波雷达,无人驾驶汽车可以识别和跟踪其他车辆、行人和障碍物,确保行车安全。
2.2 安防监控毫米波雷达在安防监控领域也扮演着重要的角色。
通过毫米波雷达,可以实现对室内和室外区域的实时监控。
毫米波雷达可以检测到人体的微小移动,识别异常行为,并及时发出警报。
因为毫米波可以穿透一些障碍物,如墙壁和门窗,所以它在安保系统中具有较高的可靠性和准确性。
2.3 雷达成像毫米波雷达能够实现雷达成像,可以将目标物体的信息以图像的形式呈现出来。
与传统的雷达系统相比,毫米波雷达具有更高的分辨率和更好的画质,能够更准确地捕捉和显示目标物体的细节。
因此,毫米波雷达广泛应用于军事领域、航空航天领域和气象预报中。
2.4 人体检测与识别毫米波雷达在人体检测与识别方面有着广泛的应用。
毫米波雷达成像技术及应用毫米波雷达成像技术是一种利用毫米波频段进行雷达成像的技术。
毫米波频段在30 GHz至300 GHz之间,具有较高的频率和短波长,因此具有很多优势和应用前景。
毫米波雷达成像技术主要通过对目标物体反射的毫米波信号进行探测和分析,得到目标物体的形状、距离、速度等信息。
首先,毫米波雷达成像技术具有较高的分辨率。
由于毫米波的波长较短,能够更精细地探测目标物体的细节信息,对于微小目标的检测具有较高的准确性。
这使得毫米波雷达成像技术在安全监测、医疗影像等领域具有广泛的应用潜力。
比如,可以用于安全领域的人体检测、姿势识别、行为分析等,或者用于医疗领域的乳腺癌早期检测、皮肤病变识别等。
其次,毫米波雷达成像技术具有较强的穿透性。
由于毫米波在大气中的衰减较小,可以更好地穿透到障碍物之后进行探测。
这使得毫米波雷达成像技术在隐蔽目标检测、遥感探测等领域具有优势。
例如,可以用于地质勘探中的地下油气储层探测、隐蔽武器或精密设备的检测等。
此外,毫米波雷达成像技术具有较好的抗干扰性能。
由于毫米波频段的使用较少,受到干扰的概率相对较小,可以减少误报率。
这对于一些对误报率要求较高的场景非常重要,比如在机场安检中,可以利用毫米波雷达成像技术进行人体检测,准确检测出可能藏匿在身体上的违禁物品。
此外,毫米波雷达成像技术还具有较强的适应性。
由于毫米波信号的特性,可以适应各种不同的环境条件。
比如,在恶劣的天气条件下,比如雨、雪等,毫米波雷达成像技术也能够比较好地工作,不受天气影响。
因此,毫米波雷达成像技术可以应用于气象预测、空中交通管理等领域,提供准确的信息支持。
总结来说,毫米波雷达成像技术以其高分辨率、强穿透性、抗干扰性和适应性等特点,具有广泛的应用前景。
它在安全监测、医疗影像、地质勘探、隐蔽目标检测、违禁品检测、气象预测等领域都有重要的应用价值。
随着技术的不断发展,毫米波雷达成像技术将逐渐成为各个领域中不可或缺的技术手段之一。
盘点毫米波雷达的常见技能与应用场景
毫米波雷达是一种利用毫米波频段进行距离测量和障碍物探测的雷达系统。
它具有以下常见技能和应用场景:
技能一:高精度测距
毫米波雷达利用毫米波的短波长特性,能够实现高精度的距离测量。
这使得它在自动驾驶、工业自动化等领域具有广泛应用。
技能二:静态和动态障碍物检测
毫米波雷达可以检测静态和动态的障碍物,如墙壁、建筑物、行人、车辆等。
它能够实时监测周围环境,提供高精度的障碍物信息。
技能三:穿透能力强
相比于传统雷达系统,毫米波雷达具有较强的穿透能力。
它可以穿透雨雪、尘埃等气象条件,适用于各种复杂环境。
技能四:低功耗和小尺寸
毫米波雷达具有低功耗和小尺寸的特点,适用于集成到各种设备和系统中。
它可以广泛应用于智能家居、物联网等领域。
应用场景一:自动驾驶
毫米波雷达在自动驾驶中扮演着重要角色。
它可以实时监测车辆周围的环境,提供高精度的距离和障碍物信息,帮助车辆进行智能导航和避障。
应用场景二:工业自动化
毫米波雷达被广泛应用于工业自动化领域。
它可以实现对生产线上物体和工人的精准定位和监测,提高生产效率和安全性。
应用场景三:安防监控
毫米波雷达在安防监控中也有应用。
它可以实时监测周围环境,检测是否有人靠近或潜入禁区,对于保护重要场所的安全非常有帮助。
简述毫米波雷达的结构、原理和特征。
毫米波雷达是一种基于毫米波技术的雷达系统,其结构、原理和特征如下:一、结构:毫米波雷达由发射机、接收机、天线系统、信号处理系统和显示系统等组成。
1. 发射机:发射机产生毫米波信号,并通过天线系统将信号发射出去。
2. 接收机:接收器接收从目标反射回来的信号,并将其转换为电信号。
3. 天线系统:天线系统负责发射和接收毫米波信号。
毫米波天线通常采用小型化的微带天线,具有较小的尺寸和宽频带特性。
4. 信号处理系统:接收到的信号经过信号处理系统进行滤波、放大、解调等处理,提取出目标的相关信息。
5. 显示系统:将信号处理系统处理后得到的目标信息以可视化的方式展示出来。
二、原理:毫米波雷达的工作原理是利用毫米波的特殊性质进行目标探测和跟踪。
1. 毫米波特性:毫米波的波长较短,频率较高,能够提供高分辨率的目标信息。
同时,毫米波在大气中的传播损耗较小,能够穿透一些障碍物,适用于近距离目标探测。
2. 发射与接收:发射机产生的毫米波信号通过天线系统辐射出去,当信号遇到目标时,会发生反射。
接收机接收到反射回来的信号,并将其转换为电信号。
3. 目标探测:毫米波雷达通过分析接收到的信号,可以判断目标的位置、速度、形状等信息。
利用毫米波的高分辨率特性,可以实现对小目标的探测和跟踪。
三、特征:毫米波雷达具有以下特点:1. 高分辨率:毫米波具有较短的波长,可以提供高分辨率的目标信息。
这使得毫米波雷达在目标探测和跟踪方面具有优势。
2. 适用于近距离目标探测:毫米波在大气中的传播损耗较小,能够穿透一些障碍物。
这使得毫米波雷达在近距离目标探测方面具有优势,例如在自动驾驶汽车中的应用。
3. 抗干扰能力强:由于毫米波的频率较高,其受到的干扰较少,抗干扰能力强。
这使得毫米波雷达在复杂环境下的工作更加可靠。
4. 多功能性:毫米波雷达可以应用于多种领域,如自动驾驶、智能交通、安防监控等。
其高分辨率和适用于近距离目标探测的特点使得其在这些领域中具有广泛的应用前景。
风电场毫米波雷达技术研究及应用摘要:现阶段,“碳达峰,碳中和”发展战略的执行效果越发显著,再加上电力体制的改革工作持续深入,对我国风电行业的发展具有良好的推动作用。
本文以上述内容为基础,针对风电场毫米波雷达技术展开研究,分析毫米波雷达技术的关键作用,整理相关经验,给出针对性发展建议,希望能够为同领域工作者提供合理参考作用。
关键词:风电场;毫米波雷达技术;新能源开发与应用前言:风能作为重要的可再生清洁能源之一,在现代化电力系统中承载着越来越重要的电力支持任务。
其中,风场信息测量工作作为风电行业保持良好发展状态的重要内容,属于风电场内不可或缺的重要组成结构。
在风力发电机工作并获取风能的过程中,为进一步提升电能的实际生产效率,需借助传感技术,主动感知风速、风向信息,并辅助完成风机控制任务,及时校正偏航误差问题,通过这种方式准确控制风机的最终指向,达到提升发电总量的效果。
一、米波雷达测风基本原理常规情况下,风资源评估、风功率预测系统、风电场运营管理等内容均属于风力发电系统中的重要内容,因此,需要对300m范围内的所有风速风向信息进行全面探测[1]。
在传统类型的风场中,测风塔作为主要测量工具,发挥着重要作用,但是,因其建设成本相对较高,并且灵活度不足,在风场测量工作中存在较多不便,所以,需要找出一种更加便捷且准确的探测技术,完成测风任务。
基于此,以激光和声波技术为主的测风雷达设备在风力发电行业中的应用正变得越发广泛,但是,在实际使用过程中,同样存在一些问题会对探测效果造成影响,需要得到妥善处理。
本文以上述内容为背景,对现有新型测风技术及其产品进行详细说明,即毫米波测风雷达设备,该设备不仅可以在不同高度内准确测得风力信息,同时还可以保证自身在各种不良环境下保持稳定工作状态,保证最终测得数据的准确性。
在此期间,在实际使用的过程中还具有天候、雨天性能好、无噪声、低功耗等诸多使用优势,可以为相关企业和技术人员提供更为优质的辅助效果。
米波与激光具有一定的相似性,二者均属于电磁波,但是,在波长方面存在一定差异,并且雷达实现方式、测风原理以及性能方面同样存在明显区别。
对于激光雷达而言,大多需要通过光学器件实现探测目标;对应的米波则是需要借助集成电路与天线才能够实现探测目标,在使用性能方面和成本方面具有显著优势,在现有风电场中的测风适用性更强[2]。
对于毫米波产品而言,在人们生活中比较常见,如:车载雷达、5G通信、气象测云、军工导弹跟踪等诸多方面均有着十分广泛的运用,其中,度风科技则是业界第一次针对风电测风的实际需求进行研究,并首次将毫米波技术成功引进并应用到测风领域中,并且在本次试验过程中始终保持稳定工作状态,实际应用效果十分突出,不仅测得数据十分精确,同时测得的数据结果也不会轻易受到干扰,准确性较高。
对于毫米波而言,与激光、声波具有相似性,需要打出4个波束,然后借助风的运动,会随之产生一定程度的多普勒效应,此后再对同一高度内的四个波束径向风速、风向进行分解以及合成处理,最后则可以形成不同高度层的实际风速和风向结果,在风功率预测工作和风资源评估工作中的使用效果尤为突出,因此,可以认为米波测风雷达在使用功能方面与激光、声波和测风塔具有相似性。
但是,在测风原理方面又存在一定差异[3]。
对于毫米波雷达而言,在晴天环境和激光雷达的使用具有相似性,二者均需使用瑞利散射或者米氏散射才能完成测风任务,但是,在雨天环境或者布拉格效应影响下,毫米波雷达能够保持更为稳定的测风性能,使用效果更佳。
二、毫米波雷达概述(一)毫米波雷达主要分类1、制导雷达、火控雷达,此类型的雷达产品在部分亳米波波段的使用比较常见,主要原因在于可以进一步提升雷达设备的探测能力、降低雷达体积、控制设备重量和体积,集成效果更为突出;2、目标检测雷达,此类型的雷达设备,大多需要借助机械/电子波束进行扫描,才可以实现对目标观测区域与的距离、速度以及角度信息的有效探测,在为其配备相应的系统数据处理单元后,可以进一步实现对识别目标的(散射特性)信息判定,对应的跟踪和预测(kalman滤波、粒子滤波等)效果更为准确;3、米波对地观测雷达设备,此类型的雷达设备主要借助毫米波合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)完成检测任务,因此,该类型雷达设备可以完成对地成像观测任务,成功获取更加精准的地面区域SAR图像信息;4、米波近距探测雷达探测,此类型雷达设备可以对2米范围内的检测目标进行探测,并借助二维或三维成像技术完成相应检测任务[4]。
目前,此类型系统波段大多处于30~37.5GHz区段内、94~200GHz区段内或者THz波段区段内。
如:部分美国机场现有人体安检三维扫描雷达便是借助毫米波技术代替X光技术,达成对人体衣服内、皮肤外之间区域的检测成像任务,可以有效提升安保效果。
除上述内容外,还可以借助35GHz波段雷达或者94GHz以及THz波段雷达完成对部分特殊材料的检测任务,如:无损三维检测技术。
三、米波测风雷达技术及相关产品应用分析(一)VORTRAD-L300米波测风雷达产品介绍度风科技工作以目前风电行业对大气风场探测任务的迫切需求为基础,有针对性的研制出高集成度水平的毫米波测风雷达VORTRAD-L300产品[5]。
此雷达设备可以顺利完成风场范围内10-300米区间不同高度层的风力信息数据,在探测效率和精度方面具有显著的应用优势,并且测风过程中的操作更加灵敏探测。
在这样的情况下,将此雷达设备与传统类型的测风塔产品或者其他测风雷达技术展开对比,不仅可以满足前期阶段对测风和风功率预测的基本需求,同时,这种毫米波雷达还具有功耗更低,成本更低的使用优势,能够打破其他测风雷达技术应用存在的瓶颈,不再受到成本过高、雨天测风难度过高的问题,真正做到全天候工作,同时还可以更加广泛的应用在陆地和海上风资源方面的评估工作、风功率预测工作、风电场运营管理工作、大气物理研究工作、风切变预警工作以及其他方面的定制化风向工作、风速测量等方面,均有着十分突出的应用效果[6]。
(二)米波与测风塔的风场测风数据对比与传统类型的测风塔使用效果进行对比测试,可以进一步验证出现有毫米波测风雷达设备的探测精度、使用可靠性以及在不同天气环境(晴、阴、雨、雾)下的实际使用性能。
在本次试验中,采用对比实验方式,选用的观测仪器设备是由苏州度风科技公司生产的测风雷达VORTRAD-L300产品。
本次实验地点在深圳能源的江苏高邮风场完成,毫米波雷达与测风塔在2021年5月到2021年10月时间段完成大量测试任务,测风塔在10m、30m、50m、70m和140m高度层分别安装对应的测风仪装置,详细记录15min时间段内的平均风速值。
对比试验方式:为进一步提升比较验证结果的代表性,观测前对准备好的毫米波雷达VORTRAD-L300设备参数进行最后的调整,专门设置输出为:30m、50m、70m以及140m高度层对应的15min时间内平均风速数据值,并将其最终测得结果分别与测风塔得出的各个高度层数据值进行对比分析[7]。
在此期间,需要对某一段时间内的毫米波测风雷达和测风塔各个距离层最终测量结果进行最小二乘线性回归分析,并计算相关系数和决定最终系数R2。
(三)米波雷达在山区大天性能测试常规情况下,米波雷达具有传输速率更快、环境适应性更强、不受雨天环境、树叶或者噪声的影响、使用成本低和功能稳定性强等诸多使用优势,上述优点在贵州华能测试过程中均得到充分证明。
在本次测试中的设备和环境条件详情说明如下:本次测试设备的型号为:VORTRAD-L300型号,毫米波雷达设备安装在贵州某风场控制室建筑的楼顶区域,雷达波均保持垂直地面向上的整体,针对不同高度的风速控制和风向控制效果进行准确测量。
在本次试验中,测试场地处于乌江北源六冲河和南源三岔河上游区域,位于滇东高原向黔中山地丘陵过度的乌蒙山区倾斜地带,此地平均海拔为1100米左右。
在试验过程中,试验结果会受到大气环流以及地形造成的影响,再加上此地区灾害性天气类型较多,凝冻以及冰雹频度较高,在2022年2月中旬左右,便累计出现4次冻雨,其中,雨夹雪共计5次,下雪天气已经达到8天,小雨以上的恶劣天气在12天左右,此后,在初春3月,时间截止至3月19日,19天时间内有17天的天气为多云或者阴天。
除上述内容外,山地下垫面产生的动力和热力作用同样会形成影响,导致大气稳定度不足,流场不稳定现象十分明显,再加上不同位置即使其距离较近,所以风速和风向在实际探测过程中均会呈现出一定程度的差异,导致最终探测结果受到影响。
与此同时,因为地势比较特殊的原因,贵州山地中出现大雾概率较高,这种情况同样会对日常生活以及探测工作造成一定程度的不良影响,阻碍效果十分显著。
在正式测试过程中,使用毫米波雷达设备在2月17日到3月18日期间探测风速值和风向数据值,此时毫米波雷达专门探测高度在60米、80米以及160米情况下的相关数值,同时,因为毫米波雷达能够测到300米高度的使用优势,可以在需要绘图的情况下做出更为深入的了解,本文不涉及绘图,所以不予研究。
由上述内容可知,在风速测量方面,米波雷达设备在数据的探测实时性方面具有显著优势,在整个时间段内,随着测量高度的持续增加,现场测量风速的持续变大,最终探测结果并未出现偏离度过高的情况,与山区特点匹配性极高,所以,最终探测结果十分准确。
毫米波风向探测过程中,借助可视化高度60米、80米、160米以及300米点位的数据分析,即使高处的风向准确性不足,辨认难度较高,但是,在2月16日至3月13日期间、3月15日至3月17日期间的风向数据展开分析后,可以了解到风向会随着时间的不断发展而不断变大。
这种情况可以充分说明山区风湍流强度的发展和变化趋势,由于该数据可以作为风场测风结果的重要指标,所以,可以充分说明毫米波在测量风湍流强度方面具有十分突出的使用价值和优势。
本次试验的最终测试结果表明,毫米波测风雷达设备取得了十分优质的测试结果。
在本次测试中,经历多种不同类型的恶劣天气条件,共计耗时1个月(2月17日到3月18日),恶劣天气主要包括:凝冻天气、降雪天气、雨天、大雾等天气类型,米波雷达设备在上述天气环境中均可以保持自身稳定的工作状态,不间断的进行数据输出,同时还可以为风电场提供高达300米高度以内的不同高度风速信息和风向信息,并对所在区域内的风资源做出准确评估,对风功率进行合理预测,进而为电厂正常稳定的运行提供有效保障作用。
试验结论:米波雷达可以实现低成本、低功耗、更高探测距离和天气适应性的全天候测量目标,应用效果良好。
结语:综上所述,本文以风电行业在测风方面的实际需求为基础,针对风场风力资源评估的实际要求进行分析,同时对苏州度风科技有限公司研发的毫米波测风雷达进行详细介绍,说明此雷达的主要技术路线,并利用毫米波在雨雾天的性能优势,完成试验任务。