基于單片機(jī)的風(fēng)電場(chǎng)超聲波風(fēng)速監(jiān)測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于單片機(jī)的風(fēng)電場(chǎng)超聲波風(fēng)速監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟：開啟FPGA向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸中斷請(qǐng)求接口；根據(jù)FPGA的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)鐘，接收來自超聲波探頭的超聲波飛行時(shí)間；通過飛行時(shí)間計(jì)算得到三對(duì)超聲波探頭在直線方向上的風(fēng)速；通過計(jì)算得到聲速；通過計(jì)算的到三維方向上的風(fēng)速、風(fēng)向及溫度；對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；判斷是否有用戶數(shù)據(jù)請(qǐng)求單片機(jī)中斷，如沒有中斷請(qǐng)求則回到步驟2；如有中斷請(qǐng)求，則解析中斷命令；根據(jù)上述中斷命令計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)信息；將數(shù)據(jù)通過RS485總線接口發(fā)送到上位機(jī)。以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速，從而準(zhǔn)確預(yù)測(cè)發(fā)電量，從而合理調(diào)度電網(wǎng)，保證電網(wǎng)安全的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】基于單片機(jī)的風(fēng)電場(chǎng)超聲波風(fēng)速監(jiān)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新能源發(fā)電過程中風(fēng)資源監(jiān)測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地，涉及一種基于單片機(jī)的風(fēng)電場(chǎng)超聲波風(fēng)速監(jiān)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國(guó)風(fēng)電進(jìn)入規(guī)模化發(fā)展階段以后所產(chǎn)生的大型新能源基地多數(shù)位于“三北地區(qū)”(西北、東北、華北)，大型新能源基地一般遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，其電力需要經(jīng)過長(zhǎng)距離、高電壓輸送到負(fù)荷中心進(jìn)行消納。由于風(fēng)資源的間歇性、隨機(jī)性和波動(dòng)性，導(dǎo)致大規(guī)模新能源基地的風(fēng)電發(fā)電出力會(huì)隨之發(fā)生較大范圍的波動(dòng)，進(jìn)一步導(dǎo)致輸電網(wǎng)絡(luò)充電功率的波動(dòng)，給電網(wǎng)運(yùn)行安全帶來一系列問題。
[0003]截至2013年11月，甘肅電網(wǎng)并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)容量已達(dá)668萬千瓦，約占甘肅電網(wǎng)總裝機(jī)容量的21%，成為僅次于火電的第二大主力電源。隨著風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)模的不斷提高，風(fēng)電不確定性和不可控性給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來諸多問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述問題，提出一種基于單片機(jī)的風(fēng)電場(chǎng)超聲波風(fēng)速監(jiān)測(cè)方法，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速，從而準(zhǔn)確預(yù)測(cè)發(fā)電量，從而合理調(diào)度電網(wǎng)，保證電網(wǎng)安全的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種基于單片機(jī)的風(fēng)電場(chǎng)超聲波風(fēng)速監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟:
[0007]步驟1:開啟FPGA向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸中斷請(qǐng)求接口 ；
[0008]步驟2:根據(jù)FPGA的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)鐘，接收來自超聲波探頭的超聲波飛行時(shí)間Tl，T2, T3, Tl，，T2，，T3，；
[0009]步驟3:分別通過Tl和Tl’，T2和T2’，T3和T3’計(jì)算得到三對(duì)超聲波探頭在直線方向上的風(fēng)速；
[0010]步驟4:通過計(jì)算得到聲速；
[0011]步驟5:通過計(jì)算的到三維方向上的風(fēng)速、風(fēng)向及溫度；
[0012]步驟6:對(duì)上述步驟5內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；
[0013]步驟7:判斷是否有用戶數(shù)據(jù)請(qǐng)求單片機(jī)中斷，如沒有中斷請(qǐng)求則回到步驟2 ；
[0014]步驟8:如有中斷請(qǐng)求，則解析中斷命令；
[0015]步驟9:根據(jù)上述中斷命令計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)信息；
[0016]步驟10:將上述步驟9內(nèi)的數(shù)據(jù)通過RS485總線接口發(fā)送到上位機(jī)。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述風(fēng)電場(chǎng)信息至少包括平均風(fēng)速、風(fēng)向、最小風(fēng)速、最大風(fēng)速、標(biāo)準(zhǔn)偏差和平均溫度。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，步驟4通過計(jì)算得到聲速具體如下:
[0019]三組探頭對(duì)的風(fēng)速分別為
【權(quán)利要求】
1.一種基于單片機(jī)的風(fēng)電場(chǎng)超聲波風(fēng)速監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:開啟FPGA向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸中斷請(qǐng)求接口 ； 步驟2:根據(jù)FPGA的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)鐘，接收來自超聲波探頭的超聲波飛行時(shí)間Tl，T2，T3，Tl，，T2，，T3，； 步驟3:分別通過Tl和Tl’，T2和Τ2’，Τ3和Τ3’計(jì)算得到三對(duì)超聲波探頭在直線方向上的風(fēng)速； 步驟4:通過計(jì)算得到聲速； 步驟5:通過計(jì)算的到三維方向上的風(fēng)速、風(fēng)向及溫度； 步驟6:對(duì)上述步驟5內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)； 步驟7:判斷是否有用戶數(shù)據(jù)請(qǐng)求單片機(jī)中斷，如沒有中斷請(qǐng)求則回到步驟2 ； 步驟8:如有中斷請(qǐng)求，則解析中斷命令； 步驟9:根據(jù)上述中斷命令計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)信息； 步驟10:將上述步驟9內(nèi)的數(shù)據(jù)通過RS485總線接口發(fā)送到上位機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的風(fēng)電場(chǎng)超聲波風(fēng)速監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述風(fēng)電場(chǎng)信息至少包括平均風(fēng)速、風(fēng)向、最小風(fēng)速、最大風(fēng)速、標(biāo)準(zhǔn)偏差和平均溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于單片機(jī)的風(fēng)電場(chǎng)超聲波風(fēng)速監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，步驟4通過計(jì)算得到聲速具體如下: 三組探頭對(duì)的風(fēng)速分別為
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于單片機(jī)的風(fēng)電場(chǎng)超聲波風(fēng)速監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，步驟5中的溫度計(jì)算具體如下； 確定vl方向在水平方向上的投影與地理坐標(biāo)系統(tǒng)的夾角，假設(shè)夾角為Θ，則計(jì)算得到地理坐標(biāo)下平行正北向的水平風(fēng)速Vx、垂直正北向的水平風(fēng)速Vy和垂直風(fēng)速Vz:
【文檔編號(hào)】G01P5/24GK103884864SQ201410074816
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月3日
【發(fā)明者】路亮, 汪寧渤, 王定美, 劉光途, 呂清泉, 陳釗 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司, 甘肅省電力公司風(fēng)電技術(shù)中心