[发明专利]基于移动船舶平台的激光雷达测风系统

说明书

技术领域

本发明属于海上风场风剖面测量领域。

背景技术

近些年来，各国政府加大了对海上风能资源的开发利用力度。海上风电行业 发展前景可观，而且未来逐渐全面向大型化、规模化和大水深海域发展。风能资 源的丰富与否以及变化情况会直接影响到开发成本和投资效益，因此在海上风能 开发之初，收集到相关海域上空，相应高度范围内，高精度、高可靠性的短期和 长期风剖面数据至关重要，它是进行海上风能评估、风场选址以及海上风场运营 维护的重要基础。

目前，行业范围内常见的收集海上风剖面数据的方法是，在相应海域内建造 相应数量的大型海上测风塔，利用安装在海上测风塔不同高度处的风速计，来定 点测量和收集风数据，或者最近刚提出的海洋浮标技术与激光雷达相结合利用激 光雷达测量风剖面。然而，这些方式方法仅适用于长期的风况数据收集，对于短 期测量明显不适合，无论从设计建造及运营维护成本和难度还是使用的灵活方面 程度上看，现有的方式方法都不能满足短期风况数据测量和收集的需求。

发明内容

发明目的：为了克服现有方式方法中存在的不足，本发明提供一种基于移动 船舶平台的激光雷达测风系统装置，其能够适应短期海上风况数据测量和收集作 业要求，具有明显的成本优势、运行维护容易、更高得灵活便捷性、尺寸重量小、 便携运输优势明显，且能够充分利用已有的海上移动船舶平台。

技术方案：为达到上述目的，本发明可采用如下技术方案：

一种基于移动船舶平台的激光雷达测风系统，包括移动船舶平台、安装在移 动船舶平台上的防护箱、位于防护箱内的测风激光雷达、实时姿态测量模块、通 讯模块、控制模块、蓄电池组、自防护箱延伸出的两个立杆、安装在一个立杆上 的气象测量模块、安装在另一个立杆上的雷达天线；其中，所述测风激光雷达用 以测量收集包括水平及垂直风向风速、湍流度和风切变的数据；所述实时姿态测 量模块用以测量记录整个系统六个自由度的运动以及方位变化；气象测量模块用 以测量移动船舶平台甲板上包括水平风速风向、气压、温度和湿度的气象参数。

相对于现有技术，本发明的基于移动船舶平台的激光雷达测风系统装置具有 以下有益效果：

1、本发明所提出的系统装置具有尺寸小、重量轻、安装布放方便和较强的 便携性特点，对运输方式和搭载平台要求简单。

2、本发明一方面可以充分利用相应海域的可移动船舶平台，除去了短期测 风搭载平台的成本，另一方面可移动船舶平台一次出海可以完成多项任务，综合 降低海上作业成本。

3、本发明可以有效地解决特殊海域首次风场风况短期测量工作、相对于相 应海域风况数值模拟和海上长期测量的短期测量验证工作、风场建设阶段的实时 风况数据获取、海上风场调试和运营阶段的测量工作等其它特殊的需要进行短期 测量作业的问题。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做其他改进，包括：

进一步的，还包括位于移动船舶平台上的光伏板、位于防护箱上的充电接口、 所述充电接口通过导线与蓄电池组连接，所述光伏板通过导线与充电接口连接。

进一步的，防护箱顶板上开有圆孔作为测风激光雷达发射激光束的通道。

进一步的，测风激光雷达为连续波激光雷达。

进一步的，所述通讯模块和控制模块呈上下叠放固定在防护箱内的底部。

进一步的，所述防护箱还设有支撑脚，支撑脚通过焊接或者螺栓固定在移动 船舶平台上。

进一步的，所诉防护箱采用高密度聚乙烯材质。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图

包括，防护箱1，支撑脚2，测风激光雷达3，实时姿态测量模块4，通讯模 块5，控制模块6，蓄电池组7，立杆8，型气象测量模块9，雷达天线10，充电 接口11，充电线12，光伏板13，移动船舶平台14。

具体实施方式

如图1所示，本发明的基于移动船舶平台的激光雷达测风系统包括：防护箱 1、支撑脚2、测风激光雷达3、实时姿态测量模块4、通讯模块5、控制模块6、 蓄电池组7、立杆8、小型气象测量模块9、雷达天线10、充电接口11、充电线 12、光伏板13和移动船舶平台14。