相較傳統(tǒng)海上測風(fēng)塔，風(fēng)力激光雷達(dá)浮標(biāo)具有造價低，部署簡單，運維方便，易回收等優(yōu)勢。風(fēng)力激光雷達(dá)浮標(biāo)在深遠(yuǎn)海風(fēng)能資源測量、機(jī)組功率曲線測試、海上氣象保障中能夠發(fā)揮很重要的作用。同時，風(fēng)力激光雷達(dá)浮標(biāo)能夠自定義測量不同層次的數(shù)據(jù)，可為準(zhǔn)確計算葉輪等效風(fēng)速提供依據(jù)，從而幫助相關(guān)企業(yè)更好地提高收益。

風(fēng)力激光雷達(dá)浮標(biāo)介紹

風(fēng)力激光雷達(dá)浮標(biāo)主要由浮標(biāo)平臺和其搭載的激光測風(fēng)雷達(dá)構(gòu)成。激光測風(fēng)雷達(dá)是風(fēng)場測量的關(guān)鍵核心設(shè)備，浮標(biāo)體用于保證激光測風(fēng)雷達(dá)在海上的安全穩(wěn)定運行。激光測風(fēng)雷達(dá)主要采用多普勒探測技術(shù)，即用激光雷達(dá)發(fā)射激光束到空氣中，運動的氣溶膠顆粒會使反射波發(fā)生多普勒頻移現(xiàn)象，再通過激光雷達(dá)對反射波進(jìn)行處理，從而解析出其中所含的風(fēng)速與風(fēng)向信息。

海上風(fēng)能資源測量準(zhǔn)確測量的關(guān)鍵是要保證激光雷達(dá)在風(fēng)場測量時的精確度。由于激光測風(fēng)雷達(dá)在海上隨浮標(biāo)平臺運動，激光徑向測量位置的偏差、系統(tǒng)本身的運動速度等因素都會在觀測到的原始數(shù)據(jù)中引入誤差。為避免這類誤差，目前國內(nèi)外漂浮式激光測風(fēng)雷達(dá)均采用實時姿態(tài)與速度補償算法進(jìn)行實時校正。通過利用搭載的GNSS和高精度慣導(dǎo)獲得實時浮標(biāo)姿態(tài)信息，如浮標(biāo)位置、移動速度和姿態(tài)角等信息，結(jié)合激光雷達(dá)伺服系統(tǒng)記錄的浮標(biāo)坐標(biāo)系下的光束掃描俯仰角和方位角，經(jīng)過坐標(biāo)系變換矩陣分析，剔除浮標(biāo)運動引起的徑向分量，從而得到真實的徑向風(fēng)速。校正后的徑向風(fēng)速通過風(fēng)場反演方法，如DBS風(fēng)場反演方法、VAD風(fēng)場擬合方法等得到真實的大氣風(fēng)場。

浮標(biāo)平臺是構(gòu)成漂浮式激光測風(fēng)雷達(dá)的主要部件，直徑從3米到10米不等，一般直徑4米以上的大中型浮標(biāo)還會搭載潮位儀、海流計、測波儀等多種海洋傳感器觀測海洋環(huán)境。浮標(biāo)平臺為激光測風(fēng)雷達(dá)提供供電、通信、監(jiān)控等基本功能。其中供電系統(tǒng)一般由光伏電池板、小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)、蓄電池、燃料電池等組成，滿足激光測風(fēng)雷達(dá)長時間海上運行要求。