基于单片机的风电场超声波风速监测方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于单片机的风电场超声波风速监测方法，包括以下步骤：开启FPGA向单片机发送数据传输中断请求接口；根据FPGA的数据传输时钟，接收来自超声波探头的超声波飞行时间；通过飞行时间计算得到三对超声波探头在直线方向上的风速；通过计算得到声速；通过计算的到三维方向上的风速、风向及温度；对数据进行存储；判断是否有用户数据请求单片机中断，如没有中断请求则回到步骤2；如有中断请求，则解析中断命令；根据上述中断命令计算风电场信息；将数据通过RS485总线接口发送到上位机。以实现准确预测风电场风速，从而准确预测发电量，从而合理调度电网，保证电网安全的优点。
【专利说明】基于单片机的风电场超声波风速监测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及新能源发电过程中风资源监测【技术领域】，具体地，涉及一种基于单片机的风电场超声波风速监测方法。
【背景技术】
[0002]目前，我国风电进入规模化发展阶段以后所产生的大型新能源基地多数位于“三北地区”(西北、东北、华北)，大型新能源基地一般远离负荷中心，其电力需要经过长距离、高电压输送到负荷中心进行消纳。由于风资源的间歇性、随机性和波动性，导致大规模新能源基地的风电发电出力会随之发生较大范围的波动，进一步导致输电网络充电功率的波动，给电网运行安全带来一系列问题。
[0003]截至2013年11月，甘肃电网并网风电装机容量已达668万千瓦，约占甘肃电网总装机容量的21%，成为仅次于火电的第二大主力电源。随着风电并网规模的不断提高，风电不确定性和不可控性给电网的安全稳定经济运行带来诸多问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种基于单片机的风电场超声波风速监测方法，以实现准确预测风电场风速，从而准确预测发电量，从而合理调度电网，保证电网安全的优点。
[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0006]一种基于单片机的风电场超声波风速监测方法，包括以下步骤:
[0007]步骤1:开启FPGA向单片机发送数据传输中断请求接口 ；
[0008]步骤2:根据FPGA的数据传输时钟，接收来自超声波探头的超声波飞行时间Tl，T2, T3, Tl，，T2，，T3，；
[0009]步骤3:分别通过Tl和Tl’，T2和T2’，T3和T3’计算得到三对超声波探头在直线方向上的风速；
[0010]步骤4:通过计算得到声速；
[0011]步骤5:通过计算的到三维方向上的风速、风向及温度；
[0012]步骤6:对上述步骤5内的数据进行存储；
[0013]步骤7:判断是否有用户数据请求单片机中断，如没有中断请求则回到步骤2 ；
[0014]步骤8:如有中断请求，则解析中断命令；
[0015]步骤9:根据上述中断命令计算风电场信息；
[0016]步骤10:将上述步骤9内的数据通过RS485总线接口发送到上位机。
[0017]根据本发明的优选实施例，所述风电场信息至少包括平均风速、风向、最小风速、最大风速、标准偏差和平均温度。
[0018]根据本发明的优选实施例，步骤4通过计算得到声速具体如下:
[0019]三组探头对的风速分别为
【权利要求】
1.一种基于单片机的风电场超声波风速监测方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1:开启FPGA向单片机发送数据传输中断请求接口 ； 步骤2:根据FPGA的数据传输时钟，接收来自超声波探头的超声波飞行时间Tl，T2，T3，Tl，，T2，，T3，； 步骤3:分别通过Tl和Tl’，T2和Τ2’，Τ3和Τ3’计算得到三对超声波探头在直线方向上的风速； 步骤4:通过计算得到声速； 步骤5:通过计算的到三维方向上的风速、风向及温度； 步骤6:对上述步骤5内的数据进行存储； 步骤7:判断是否有用户数据请求单片机中断，如没有中断请求则回到步骤2 ； 步骤8:如有中断请求，则解析中断命令； 步骤9:根据上述中断命令计算风电场信息； 步骤10:将上述步骤9内的数据通过RS485总线接口发送到上位机。
2.根据权利要求1所述的基于单片机的风电场超声波风速监测方法，其特征在于，所述风电场信息至少包括平均风速、风向、最小风速、最大风速、标准偏差和平均温度。
3.根据权利要求2所述的基于单片机的风电场超声波风速监测方法，其特征在于，步骤4通过计算得到声速具体如下: 三组探头对的风速分别为
4.根据权利要求2所述的基于单片机的风电场超声波风速监测方法，其特征在于，步骤5中的温度计算具体如下； 确定vl方向在水平方向上的投影与地理坐标系统的夹角，假设夹角为Θ，则计算得到地理坐标下平行正北向的水平风速Vx、垂直正北向的水平风速Vy和垂直风速Vz:
【文档编号】G01P5/24GK103884864SQ201410074816
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月3日 优先权日:2014年3月3日
【发明者】路亮, 汪宁渤, 王定美, 刘光途, 吕清泉, 陈钊 申请人:国家电网公司, 国网甘肃省电力公司, 甘肃省电力公司风电技术中心