[发明专利]一种风速风向校准系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种校准系统，尤其涉及一种风速风向校准系统，属于气象环境监测领域和风力发电领域。

背景技术

风能是一种潜力很大的新能源，十八世纪初，横扫英法两国的一次狂暴大风，吹毁了四百座风力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多条帆船，并有数千人受到伤害，二十五万株大树连根拔起。仅就拔树一事而论，风在数秒钟内就发出了一千万马力(即750万千瓦；一马力等于0．75千瓦)的功率，有人估计过地球上可用来发电的风力资源约有100亿千瓦，几乎是现在全世界水力发电量的10倍。目前全世界每年燃烧煤所获得的能量，只有风力在一年内所提供能量的三分之一。因此，国内外都很重视利用风力来发电，开发新能源。

把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。

风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；中国也在西部地区大力提倡。小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风力发电机+充电器+数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。

一般说来，三级风就有利用的价值。但从经济合理的角度出发，风速大于每秒4米才适宜于发电。据测定，一台55千瓦的风力发电机组，当风速为每秒9.5米时，机组的输出功率为55千瓦；当风速每秒8米时，功率为38千瓦；风速每秒6米时，只有16千瓦；而风速每秒5米时，仅为9.5千瓦。可见风力愈大，经济效益也愈大。

在我国，现在已有不少成功的中、小型风力发电装置在运转。我国的风力资源极为丰富，绝大多数地区的平均风速都在每秒3米以上，特别是东北、西北、西南高原和沿海岛屿，平均风速更大；有的地方，一年三分之一以上的时间都是大风天。在这些地区，发展风力发电是很有前途的。

因此，在风力发电的现场，一般都设置一种能够测量风速和风向计，测量风力发电厂当天的风速和风向，粗略计算发电厂的输出电能等系数。在气象环境监测过程中，多个地点也会设置风速风向的测量仪器。

风速计、风向计对于风力发电机组来说起到至关重要的作用。最直观的表现为两点：1、如果风向计出现故障或者测量偏差时，直接影响到风力发电机组的运转与出力情况（使风力发电机组机头对风不准）。2、风速计出现故障或者测量偏差时，容易报风力发电机组功率与风速不符故障；同时如果出现测风不准，对于风力发电机组的启动、切除都会有影响。

在长时间的使用过程中，这种风速风向计难免会出现故障，出现测量不准确的现象，但是从测量仪本身的数据很难确定这种测量仪器是否出现测量不准确的现象，这样就需要一种风速风向测量仪的校准系统，对现场风速风向计上的数据进行校准，及时更换有故障的风速风向计。

发明内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种风速风向校准系统。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种风速风向校准系统，它包括一个用于风速风向数据采集的数据采集器及设置在数据采集器上的风速计、风向计、测试风速仪和测试风向仪；

风速计和风向计分别与数据采集器上设置的传感器接口相连接，通过传感器接口将风速风向数据传输至数据采集器；数据采集器与微处理器相连接；微处理器分别与键盘、电源模块、显示模块、通讯模块和存储模块相连接；电源模块为220V交流电源或12V直流电源接口；存储模块为用来存储风速风向数据的一个有一定容量的SD卡和一个SD卡存储器组成；SD卡中的风速风向数据以CSV格式存储；显示模块为LCD或LED显示屏。

通讯模块上设置有为方便现场查看并记录风速风向信息的通讯接口，通讯接口是USB接口或RS232接口，其优选通讯接口为USB接口。

微处理器为ARM处理器；数据采集器为将风速计、风向计、测试风速仪、测试风向仪上的模拟电信号转化为数字信号的MSP430单片机。

微处理器将数据采集器传输过来的数字信号以年月日为文件名存储至存储模块内，文件中包括风速数据、风向数据、测试的风速数据和测试的风向数据。