風(fēng)力發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)采用二要素一體式超聲波傳感器，通過發(fā)射連續(xù)變頻超聲波信號并測量相對相位，對風(fēng)速風(fēng)向進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測。設(shè)備支持24小時(shí)連續(xù)在線監(jiān)測，已在多個(gè)風(fēng)力發(fā)電廠投入應(yīng)用。

風(fēng)力發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)的核心是超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器。這類傳感器采用二要素一體式設(shè)計(jì)，將風(fēng)速和風(fēng)向的測量功能集成于一個(gè)緊湊結(jié)構(gòu)中，無需傳統(tǒng)的機(jī)械風(fēng)杯和風(fēng)向標(biāo)。該設(shè)備基于相位差測量原理運(yùn)行：傳感器發(fā)射連續(xù)變頻超聲波信號，通過測量超聲波在順風(fēng)與逆風(fēng)方向傳播所形成的相對相位變化，計(jì)算出實(shí)時(shí)的風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)值。與傳統(tǒng)的機(jī)械式風(fēng)速儀相比，這種測量方式避免了因傳感器啟動(dòng)延時(shí)、解調(diào)電路延時(shí)和溫度變化造成的測量誤差，同時(shí)消除了機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件帶來的磨損和維護(hù)需求。

在數(shù)據(jù)輸出方面，風(fēng)力發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)通過RS485數(shù)字通訊接口將風(fēng)速和風(fēng)向兩項(xiàng)參數(shù)一次性輸出給用戶，支持MODBUS協(xié)議，方便接入風(fēng)力發(fā)電場的SCADA系統(tǒng)或環(huán)境監(jiān)測平臺(tái)。設(shè)備可實(shí)現(xiàn)戶外氣象參數(shù)的24小時(shí)連續(xù)在線監(jiān)測，響應(yīng)速度快，能夠捕捉陣風(fēng)突變等高頻風(fēng)況特征，為風(fēng)電機(jī)組的偏航控制和功率預(yù)測提供及時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。在環(huán)境適應(yīng)性方面，傳感器外殼采用ASA工程塑料或不銹鋼材質(zhì)，頂蓋隱藏式超聲波探頭設(shè)計(jì)可避免雨雪堆積和自然風(fēng)遮擋，防護(hù)等級達(dá)到IP65以上，能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行于強(qiáng)風(fēng)、沙塵、低溫、鹽霧等惡劣環(huán)境。

目前，這類基于超聲波相位差原理的二要素一體式風(fēng)速風(fēng)向傳感器已在多個(gè)風(fēng)力發(fā)電廠投入應(yīng)用。例如，國家電投在其李家梁風(fēng)電場的改造項(xiàng)目中，將原有63臺(tái)風(fēng)機(jī)的機(jī)械式風(fēng)速儀和風(fēng)向標(biāo)全部更換為超聲波傳感器，以解決機(jī)械部件磨損和雨雪結(jié)冰導(dǎo)致的故障停機(jī)問題。金風(fēng)慧能也與東北某風(fēng)場合作，在全場86臺(tái)機(jī)組上實(shí)施了超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀的替代性改造，改造后未發(fā)生因測風(fēng)裝置故障導(dǎo)致的機(jī)組停機(jī)。此外，維薩拉、Gill Instruments等國際廠商也推出了專為風(fēng)電場設(shè)計(jì)的超聲波風(fēng)傳感器產(chǎn)品，進(jìn)一步驗(yàn)證了該技術(shù)在風(fēng)電行業(yè)的適用性。超聲波相位差測風(fēng)技術(shù)正在成為風(fēng)力發(fā)電監(jiān)測領(lǐng)域的主流方案。