[发明专利]一种精准测风用激光雷达系统

权利要求书

1.一种精准测风用激光雷达系统，可安装于地面或风机上其特征在于，包括风力发电机(1)、光伏发电组件(2)、锂电池储能单元(3)、风光储一体机(4)和激光雷达装置(5)，所述风力发电机(1)和光伏发电组件(2)均连接至风光储一体机(4)，所述风光储一体机(4)与锂电池储能单元(3)双向连接，所述风光储一体机(4)还连接至激光雷达装置(5)，所述风力发电机(1)用于将风能转换为电能，并将该电能传输给风光储一体机(4)；

所述光伏发电组件(2)用于将太阳能装换为电能，并将该电能传输给风光储一体机(4)；

所述风光储一体机(4)用于将来自风力发电机(1)和光伏发电组件(2)的电能分别传输给激光雷达装置(5)和锂电池储能单元(3)，以提供电能给激光雷达装置(5)，并由锂电池储能单元(3)进行多余电能的存储，当风能或太阳能不足时，所述锂电池储能单元(3)通过风光储一体机(4)将存储的电能释放给激光雷达装置(5)；

所述激光雷达装置(5)包括计算机、激光发射单元、望远镜和鉴频单元，所述计算机与激光发射单元连接，所述激光发射单元和鉴频单元分别连接至示波器，所述示波器连接至计算机，所述激光发射单元和望远镜分别与鉴频单元连接，

所述激光发射单元用于输出测试光束，所述测试光束进入大气层后，产生反馈光束；

所述望远镜用于收集反馈光束，并将该反馈光束传输给鉴频单元；

所述鉴频单元根据测试光束和反馈光束，输出连续的正余弦谱给示波器；

所述示波器用于测试光束的能量监视，以及对正余弦谱进行信号处理，得到频率偏移量；

所述计算机用于控制激光发射单元的输出测试光束，以及反演视线方向风速、根据频率偏移量得到风速偏移值，最终结合视线方向风速和风速偏移值计算得到测量风速值。

2.根据权利要求1所述的一种精准测风用激光雷达系统，其特征在于，所述激光发射单元通过RS232与计算机连接。

3.根据权利要求1所述的一种精准测风用激光雷达系统，其特征在于，所述鉴频单元具体为设有第一输入端和第二输入端的双光纤干涉单元，所述第一输入端与激光发射单元连接，所述第二输入端与望远镜连接，所述双光纤干涉装置还包括依次连接的第一祸合器和第二祸合器，所述第二祸合器分别通过第一探测器、第二探测器连接至示波器。

4.根据权利要求3所述的一种精准测风用激光雷达系统，其特征在于，所述第一探测器和第二探测器均为PMT。

5.根据权利要求3所述的一种精准测风用激光雷达系统，其特征在于，所述激光发射单元包括依次连接的种子激光模块、固体激光器、二次谐波发生器和光束扩展器，所述种子激光模块与计算机连接，以接收计算机的控制信号，设置并输出种子激光频率，其中，种子激光频率设置在0频移处；

所述固体激光器根据种子激光频率输出对应的激光信号；

所述激光信号经二次谐波发生器处理后得到原始光束，所述原始光束经光束扩展器作用后得到测试光束。

6.根据权利要求5所述的一种精准测风用激光雷达系统，其特征在于，所述固体激光器具体为ND：YAG激光器。

7.根据权利要求5所述的一种精准测风用激光雷达系统，其特征在于，所述光束扩展器依次连接有第一反射镜和第二反射镜，所述测试光束经第一反射镜反射后分别进入大气层和第二反射镜，所述第二反射镜分别与双光纤干涉仪装置的第一输入端以及示波器连接。

8.根据权利要求7所述的一种精准测风用激光雷达系统，其特征在于，所述第二反射镜通过光电转换器连接至示波器。

9.根据权利要求8所述的一种精准测风用激光雷达系统，其特征在于，所述光电转换器具体为PD。

10.根据权利要求1所述的一种精准测风用激光雷达系统，其特征在于，所述光伏发电组件(2)具体为碲化镉光伏组件。