风电场风能资源测试方案

测试背景

本案例专门针对标准GBT 18709-2002和GBT 18770-2002设计，提供符合标准的数据采集和处理系统。

测试系统组成

数据采集硬件主要采用NI CompactRIO数据采集系统，软件使用SignalPad，可对风速、风向、温度和气压等数据进行7×24不间断记录。

本系统主要监测的物理量包括三组风速及风向信号，一组气温和大气压力信号。系统需要7*24不间断运行，要求系统能够提供每秒的风速、风向、温度和气压数据，同时能够给出10min平均风速、小时平均风速和每3s采样一次的风速最大值。

采用NI CompactRIO数据采集平台进行搭建，NI CompactRIO是一款可重新配置的嵌入式控制和采集系统。CompactRIO系统坚固的硬件架构中包含：I/O模块、可重新配置现场可编程门阵列（FPGA）机箱、嵌入式控制器。此外，CompactRIO通过NI LabVIEW图形化编程工具接受编程，并用于各类嵌入式控制和监测应用程序。

各测点传感器将物理量信号转换成电压信号，使用CompactRIO上的NI 9205电压采集模块进行采集，再由SignalPad测控软件CompactRIO模块自动进行量纲转换并保存到CompactRIO本地存储。SignalPad测控软件上位机模块运行于笔记本计算机，以太网与CompactRIO连接，完成系统配置、数据上传及分析任务。在进行数据采集的过程中，CompactRIO系统可以无人看管独立运行，不需要连接上位计算机。

数据采集硬件

根据GBT 18709-2002和GBT 18710-2002标准要求，选用数据采集硬件如下：

NI cRIO-9025

嵌入式控制器运行LabVIEW实时（Real-Time），进行确定性控制、数据记录和分析。
800MHz处理器，4GB非易失性存储介质，512MB DDR2内存。
双以太网接口，具有配备了远程用户界面的嵌入式WEB服务器和文件服务器。
告诉USB主机端口可连接至USB闪存及其他设备。
连接外设的RS-232串口；9VDC-32VDC双电源输入。
操作温度范围：-40℃到70℃。

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NI cRIO-9118

8槽可重新配置的嵌入式机箱支持所有的CompactRIO I/O模块。
Xilinx Vertex-5可重新配置I/O（RIO）FPGA核心，具有高超的处理能力。
使用LabVIEW，可自动生成自定义控制和信号处理电路。
DIN导轨安装选项。
操作温度范围：-40℃到70℃。

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NI 9205

32路单端或16路差分模拟输入。
16位分辨率；250KS/s总采样速率。
±200mV、±1V、±5V、±10V可编程输入范围。
热插拔操作；过压保护；隔离；可溯源至NIST的校准。
操作温度范围：-40℃到70℃。
弹簧端子或D-Sub连接。

NI_9205_4556

传感器及信号调理

产品编号	产品描述	推荐型号
1	风向标	德国Thies first class
2	气压计	VAISALA ; PTB1101A0AB
3	风速传感器
4	温度传感器

测试分析软件

本系统根据GBT 18709-2002和GBT 18710-2002标准要求，配备了SignalPad测控软件，可完成通道配置、参数设置、数据采集、显示与存储、频率响应函数计算、共振频率自动检测、数据回放等任务。

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