一、产品概述

风电场气象采集系统是风电功率预测系统重要组成部分，主要负责采集气象预报数据，包括测风塔风速、风向、温度、湿度以及气压实时数据、并对数据进行分析处理和统计，实时输出风功率预系统、风电机组所需各项参数，对风电场的风电功率预测工作提供数据，数据传输可以通过多种通讯方法与气象中心计算机进行通讯，将气象数据传输到气象中心计算机气象数据库中，用于对气象数据统计分析和处理。
风电场气象系统由气象传感器、微电脑气象数据采集仪、太阳能电源供电系统、全天候防护箱和气象观测支架、通讯模块等部分构成。温湿度、风速风向、气压传感器均为室外气象专用传感器，具有高精度高可靠性的特点；

二、产品特性，优势

◆系统工作机制：实时查询上报
◆数据采集器供电电源可保证不间断可靠供电，采用蓄电池和太阳能电池板的配套供电方式，气象采集系统无日照连续工作时间：5-7天；
◆具有现场下载数据功能，存储信息时间间隔可设置，存储方式内部外部存储设备可选；
◆系统服务器中心站通讯方式：RS485+光纤转换器，GPRS通讯方式传输两种方式可选；
◆能完整保存不低于3个月的采集数据容量，可外扩4G SD卡存储大容量数据；
◆可对风速风向，温度湿度、气压实时采样，统计参数包括平均值，最大值，最小值，标准方差，整点时刻数据；
◆友好的人机界面，操作方便，具有故障实时查询和检测功能；
◆所有设备都具有安全保护措施，具有防水、防寒、耐腐蚀保护箱，金属外壳内部具有防雷，抗干扰设计，信号线缆采用双绞屏蔽电缆，使整个系统安全可靠运行；
◆人性化结构设计，安装简易快捷，便于维护维修，辅助设备可以无限拓展其他电气传感器；
◆外部可接LED大屏幕显示功能，不需要打开采集仪，方便进行远距离实时观测数据读取；
◆可以外扩其他气象传感器，最多可扩展6个通道，包括雨量，雨雪，辐射；
◆智能云服务端软件，协助用户进行实时智能化数据查询和管理；
◆系统通讯畅率：≥98%
◆结构利用桁架拉线式测风塔体自重较轻，跨度小，结构简单，风阻小等特点来设计测风仪器的靶接部件；
◆太阳能板连接方式操作简单，采光角度及升降高度可自由调节，具有刚度性的方体框架结构，有效抵抗高风阻、高震荡等方面影响；
◆传感器横臂为定位螺栓靶接结构、高强材质方管，可任意调节横臂的伸出长度、传感器的水平度和垂直度，安装操作人性化、维护维修成本低等特点；
◆机械架构方面可为未来的后续研发仪器及产品升级、辅助联接及扩展等服务，所有部件装配及架构连接都是按照国行标准生产执行；
 

三、产品功能

1、实时监测温度、湿度、风速、风向、气压、等多种气象参数，可以同时连接8个超声波风向风速仪器，也可以添加雨雪，雨量等气象参数，气象观测要素的配置方式可以根据项目的实际情况进行灵活配置，采集系统根据配置不同进行采集项的选择调节。
2、微电脑气象数据采集仪具有气象数据采集、实时时钟、定时存储、参数设定、参数和气象历史数据掉电保护等功能。数据采集器采用新一代处理器集成高精度数字芯片,通过气象监测软件可以准确定位查看监测区域的气象环境数据，方便于移动观测气象数据，工业控制标准化设计，便携式防振结构，汉字液晶键盘人机界面，人机界面友好，便于现场实时查看气象分析数据，无需外接电脑终端设备。
3、数据存储方式由内存和外存两部分组成，标准配置为内存，同时也可以选配外置智能存储器进行数据备份操作，存储容量最高达4G；
4、标准RS232/485通讯功能，可以通过有线连接、光纤转换器、GPRS移动通讯等多种通讯方式与气象站接收服务器组成气象监测系统。
5、电源供电系统支持市电220V、直流12V和太阳能供电系统多种方式进行选择。气象数据采集器配备有绿色节能电源管理模块系统，如使用太阳能系统方式供电，可保证连续阴雨天情况下5-7天无断电稳态工作。
7、采用不锈钢轻金属支架和野外防护箱，外形美观、耐腐蚀、抗干扰，可长期运行于各种恶劣的室外环境，安装支架高度包括2.5m、3m、10m、50m、100m，能够根据不同规范安装气象传感器。
8、完善的防雷击、抗干扰等保护措施。在电子线路方面采用了防雷、噪声抑止等多种抗干扰措施，在硬件和软件设计方面采用了降额设计、电磁兼容设计等多种可靠性设计技术，可靠运行于各种恶劣的野外环境，低功耗、高稳定性、高精度、可无人值守。
 
 
 
 
 

三、技术参数

1、观测指标

技术参数	测量范围	解 析 度	准 确 度	单    位
环境温度	-40～123	0.1	±0.5	℃
环境温度最大值		0.1	±0.5	℃
环境温度最小值		0.1	±0.5	℃
环境温度平均值		0.1	±0.5	℃
环境温度标准方差				℃
环境湿度	0～100	1	±4.5	%RH
环境湿度最大值		1	±4.5	%RH
环境湿度最小值		1	±4.5	%RH
环境湿度平均值		1	±4.5	%RH
环境湿度标准方差				%RH
风    速	0～60	0.1	±0.3	m/s
风    向	0～359	1	±3	°
大气压力	300～1100	0.1	±0.3	hpa
风速平均值	0～60	0.1	±0.3	m/s
风速最大值		0.1	±0.3	m/s
风速最小值		0.1	±0.3	m/s
风速标准方差		0.1		m/s
5分钟整点风速		1	±0.3	m/s
风向平均值	0～359	1	±3	°
风向最大值		1	±3	°
风向最小值		1	±3	°
风向标准方差				°
5分钟整点风向		1	±3	°

2、运行环境

工作温度范围：-30℃-60℃；
工作湿度范围：0%-100%；
大气压力：860-1060hPa；
工作电压：开关电源供电：AC:220V±10%输入，DC12V 2.5A输出    太阳能供电   DC:12V±10%，120Ah
整体系统功耗：不启动加热：DC12V 0.5A  启动加热： DC12V 1.8A    加热温度可设置；
 

四、风塔安装说明

1、安装设备及注意事项

                                 
 
 
 
 
 
 
 

设备名称	功能说明	安装及使用注意事项
A、采集仪主机箱	各个传感器数据采集及存储	安装时采集仪的操作面板与地面垂直
B、超声波风向风速传感器	测量风速风向	传感器外壳标有一个指北标志贴，安装时将朝北风向标对准正北，同时在参数修正界面下将采集仪数据清零
C、太阳能板	将太阳能转化为电能	通过太阳能板架体用U型螺栓组稳固在塔体主立柱上上，保证对正南方向同时保证对准日光角度.
D、轻型百叶箱	湿度及湿度、气压的测量	将百叶箱固定在百叶箱托臂上，然后将百叶箱的托臂用U型螺栓组固定在主立柱上。保证其垂直度，保证其通风良好
E、蓄供电系统	将太阳能转化为电能存储	实时供应测风塔监测仪器的电量

 
2、设备安装注解
2.1采集仪主机箱注解：
 
 
 
 
2.2超声波支臂注解：
 
  
 
2.3太阳能板架体注解：
 
   
2.4轻型百叶箱注解：
 
 
 
 
3.部件安装说明及注意事项：
 
（1）测风塔体为120米桁架拉线式（塔组结构非本公司生产不在叙述），仪器安装部件属于本公司配选生产，仪器靶接部件是按照常规型塔体机构设计，所有螺栓连接处螺栓螺母时请按国标规定的扭力矩来扭紧，U型螺栓组材质要求8.8级以上。
（2）采集仪主机箱通过U型螺栓组连接塔体主立柱上，安装在平台向上高度1.5米左右同时与电池板相反方向（避开阳光直射）。
（3）超声波支臂通过横臂及横臂托板、U型螺栓组固定在塔体主立柱两端上，横臂远端安装超声波伸出塔体2米远，横梁（及超声波传感器）与主导风向成90度安装。安装伸出前需要校正横臂、横臂托板与塔体间的水平和垂直度，调整后拧紧定位螺栓。横梁（及超声波传感器）分别在基于塔座向上的10米、30米、50米、70、100米处安装，用于检测不同风层数据。
 

五、采集仪使用说明

1.产品外观

 
 
2、供电方式
 
2.1 220v交流供电方式：
 
利用220v转12v开关电源输出稳定的直流，12v直流输出端子插在12v电源输入接口上，开关电源（220V转12V）固定在防护箱左侧内，电源插头插在220V市电插座上，输出12V的公头直角插入采集仪的12V输入端，开关电源绿色LED指示灯亮起,，采集仪上电，两个输入接口可以任意选择，电源线密闭在采集仪和电源供电箱体内，进行密闭保护，防尘和防潮和防腐蚀；
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.2太阳能供电系统
太阳能供电能保证在阴天和冬季太阳不足的情况下能连续不间断供电5-7天；
蓄电池电池箱功率输出：120Ah（1片）
电池箱输入接口：
主要技术指标：25℃正常使用条件下，浮充寿命可达8年；
自放电：＜4%（25℃、28天）；
深循环寿命：  ≥600
工作环境温度： -15℃ - +45℃；
密封反应效率： 大于96%
 
3.界面说明
 
3.1  监测参数显示界面
1、上电后，系统显示初始化，初始化完成后进入通道显示界面，如下图，通过方向键“↑”“↓”可以进行气象监测参数显示界面的翻页切换，查看每个传感器通道的参数值和运行状态；
2、超声波风向风速参数，支持1-8通道超声波风向风速，参数参见表一；
   
3、温度/湿度/气压相关通道参数：
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 
 
 
 
 
4、气象系统所有参数开机默认值一览表

操作面板页	功能项	默认值	单位	操作面板页	功能项	默认值	单位
1	风向1	0	°	11	风向标准差3	0	°
1	风速1	0.0	m/s	12	风速标准差3	0.0	m/s
1	风向最大1	0	°	12	5分钟风向3	0	°
2	风速最大1	0.0	m/s	12	5分钟风速3	0.0	m/s
2	风向最小1	-0.1	°	13	风向4	0	°
2	风速最小1	-0.1	m/s	13	风速4	0.0	m/s
3	风向平均1	0	°	13	风向最大4	0	°
3	风速平均1	0.0	m/s	14	风速最大4	0.0	m/s
3	风向标准差1	0	°	14	风向最小4	-0.1	°
4	风速标准差1	0.0	m/s	14	风速最小4	-0.1	m/s
4	5分钟风向1	0	°	15	风向平均4	0	°
4	5分钟风速1	0.0	m/s	15	风速平均4	0.0	m/s
5	风向2	0	°	15	风向标准差4	0	°
5	风速2	0.0	m/s	16	风速标准差4	0.0	m/s
5	风向最大2	0	°	16	5分钟风向4	0	°
6	风速最大2	0.0	m/s	16	5分钟风速4	0.0	m/s
6	风向最小2	-0.1	°	17	温度	0	℃
6	风速最小2	-0.1	m/s	17	温度最大值	0	℃
7	风向平均2	0	°	17	温度最小值	32767	℃
7	风速平均2	0.0	m/s	18	温度标准差	0	℃
7	风向标准差2	0	°	18	温度5M值	0	℃
8	风速标准差2	0.0	m/s	18	湿度	0	%RH
8	5分钟风向2	0	°	19	湿度最大值	0	%RH
8	5分钟风速2	0.0	m/s	19	湿度最小值	32767	%RH
9	风向3	0	°	19	湿度标准差	0	%RH
9	风速3	0.0	m/s	20	湿度5M值	0	%RH
9	风向最大3	0	°	20	气压	0	hPa
10	风速最大3	0	m/s	20	气压最大值	0	hPa
10	风向最小3	-0.1	°	21	气压最小值	32767	hPa
10	风速最小3	-0.1	m/s	21	气压标准差	0	hPa
11	风向平均3	0	°	21	气压5M值	0	hPa
11	风速平均3	0.0	m/s

3.2 人机显示界面操作说明
 
1、按确定键进入配置界面，主菜单界面如下图，通过按“↑”“↓”键可以切换箭头向上和向下移动位置，按确认键进入选项的设置模式，按取消键退出主菜单；
 
 主菜单界面
2、箭头选择“设置时间”后，按确定键进入时间设置界面，如下图。按“→”“←”方向键选择要调整的日期和时间的位数，选择范围为0到9，设置一项之后按“↑”“↓”方向键调整对应时间或者日期位置的数值，调整完成后，按确定键保存，保存之后按取消键返回主菜单。
 
设置时间界面
3、选择“存储设置”按确定键进入，如下。按“↑”“↓”方向键选择存储间隔或存储介质，按确定键进入相关选项，修改模式，按“↑”“↓”方向键进行修改，存储介质可以在“本机”和“SD卡”之中选择，存储间隔可以在001-015，即1-15分钟之间选择，选择完成后，再按确认键保存，保存之后按取消键返回主菜单。

存储设置界面
4、选择“通讯设置”按确定键进入，如下图，此项内容出厂前已经按照客户要求配置完成，一般不需要更改，如有特殊需求，需要和厂家沟通，更改协议和波特率的数值，按“→”“←”方向键选择需要修改的参数，按确定键进入，按“↑”“↓”方向键修改参数，再按确定键保存修改，保存之后按取消键返回主菜单。
 
通讯设置界面
 
 
 
 
5、“参数修正”此项为出厂内部设置，无需改动。界面图如下图所示。
     
参数修正界面
6、选择“版本信息”按确定键进入，如下图所示，可以查看版本信息和SN序列号，SN序列号包含产品类型生产日期批次和器件地址等信息；
 
版本信息界面
7、选择“系统状态”按确定键进入，如下图所示，可以查看当前系统状态，系统如果出现异常可通过此页面初步判断故障问题；
  
  
    
系统状态界面
 
8、选择“其他设置”按确定键进入，此界面功能如下：
重启次数清零：调节“→”到此项内容，如果想统计一段时间内的重启动次数，可以在测试前可以观察启动次数，清空 存储记录，如下图所示；
 
其他设置界面
3.3常见问题分析及解决
1、通讯问题 
有线通讯不正常 
1) 检查通讯线是否断开、通讯接线端子是否松脱。 
2) 检查硬件地址与采集仪的串口通讯地址是否相同。 
3) 检查电脑串口是否损坏和电脑系统是否感染病毒。 
4) 查看系统供电是否正常。
GPRS通讯不正常 
1) 确认手机卡开通GPRS或未欠费。 
2) 检查GPRS模块供电系统。 
3) 网络设置中的本地端口应与GPRS端口一致，硬件地址与采集仪的本机地址一致。 
4) 检查通讯连接线。 
5) 检查安装位置的手机信号，无手机信号会导致通讯不上。 
2、显示问题 
采集仪显示传感器故障或0
1）检查各传感器线是否接触良好，航插是否插错。
2）检查系数是否为0。
显示屏无显示  
1) 检查采集仪供电线路，查看供电电压是否正常。 
2) 查看当地气温，气温过低会导致液晶屏无法正常工作。 
注：若不符合以上说明，或说明无法使采集仪恢复正常，请及时联系我公司售后服务部门或业务人员，以便维修或更换。 
3.注意事项及保养
1、请检查包装是否完好，并核对产品型号是否与选型一致。 
2、切勿带电接线，接线完毕检查无误后方可通电。 
3、使用时不要随意改动产品出厂时已焊接好的元器件或导线。
4、在一些沿海地带，在三脚架上还需要拉上防风索，以保证其抗风能力。
5、防雷措施：测风塔在系统中会事先做好还要做好防雷措施,安装避雷针和避雷带避免直击雷的损害，风功率系统处于雷电防护范围内，自身也会采取相应的措施对其他感应雷电的危害进行防护，方法采用隔离，钳位，滤波，屏蔽，过电压和过电流保护，可靠合理的接地将过电压和过电流和雷击磁脉冲消除在设备外围；
6、对于220V市电的走线，要兼顾用电安全和安装地建筑外观效果。
7、 用户在使用时请不要自行拆卸传感器，也不要用尖锐物品或腐蚀性液体接触传感器表面，以免损坏产品。
8、定期对采集仪对进行清理，清理时需断电操作，着重清理面板灰尘与航空插座内的污垢。
9、请保存好检定证书和合格证，维修时随同产品一同返回。
10、本说明书中未提及的部分，请参照各个产品部件的说明书。
六、传感器使用说明
6.1空气温湿度传感器说明书
 
 
 
 
 
 
 
6.1.2技术指标：
测量范围：  温度-40～123℃；     湿度：0～100%RH
精 确 度：  温度 ±0.5℃；      湿度：±4.5%RH
分 辨 率：  温度  0.1℃；       湿度：1%RH
供电方式：  DC2.4～5.5V；
输出形式：  温度  数字信号；    湿度：数字信号
工作环境：  -30～+70℃
线缆等级：  额定电压300v,温度等级80℃
成品重量：  840g
成品功耗：  28uA
6.1.3、结构尺寸
 
6.1.4、安装结构尺寸图
 
 
 
      
6.1.5、安装说明
将百叶箱固定在百叶箱托臂上，然后将百叶箱的托臂用U型卡固定在主支架上。保证其垂直度，保证其通风良好；
6.1.6、工作原理
大气温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。采用SHT1x型芯片，它应用工业COMS过程微加工技术（CMOSens®），确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电容式聚合体测湿元件和一个能隙式测温元件，并与一个14位的A/D转换器以及串行接口电路在同一芯片上实现无缝连接；
6.1.7、注意事项
1、请检查包装是否完好，并核对产品型号是否与选型一致；
2、切勿带电接线，接线完毕检查无误后方可通电；
3、使用时不要随意改动产品出厂时已焊接好的元器件或导线；
4、传感器属于精密器件，用户在使用时请不要自行拆卸、用尖锐物品或腐蚀性液体接触传感器表面，以免损坏产品；
5、安装时，百叶箱必须与地面垂直安装，如果安装时有倾角，下雨和下雪的气候时会进入雨雪，水气在接触到电路板后易造成故障；
6.1.8、保养维护
安装后，定期检查百叶箱是否被冰雪或杂物遮挡，如果遮挡及时清理；
检查百叶箱是否与地面垂直，如果不垂直及时调整；
6.1.9、故障排除
温湿度传感器采集的数据变化波动过大，检查环境天气是否突变，检查百叶箱是否被冰雪或杂物遮挡，如果遮挡及时清理；
采集的数据无变化或无显示，检查数据线是否完好，连接是否正确，如果不正确做数据线的处理，如果数据线正常，请及时联系厂家售后，售后根据情况做相应的解决方案；
 
6.2 超声波风向风速传感器说明书
6.2.1、技术参数
仪器工作供电：DC12V

风速测量参数：
测量范围：0～60 m/s
 
测量精度：±2%（≤20m/s）, ±2%+0.03V m/s（＞20 m/s）
分 辨 率：0.1m/s
风向测量参数 
测量范围：0～359° 
精度：±2° 
分辨率：1° 
输出方式 
数字方式：RS485 
通讯协议：MODBUS RTU 
使用环境 
存储温度： -40℃～70℃ 
使用温度： -30℃～60℃
工作湿度：0-100%
产品重量：<1025g
材料： ABS
尺寸：Φ150*315
产品功耗：  0.84W（不启动加热装置） ≤7.5w（启动加热装置）
 
6.2.2、接线方法: 
数据传输标准RS485屏蔽双绞线线缆，长度可定制
 
 
 
 
 
   
          
 
 
   
6.2.3、注意事项
1、请检查包装是否完好，并核对产品型号是否与选型一致；
2、切勿带电接线，接线完毕检查无误后方可通电；
3、使用时不要随意改动产品出厂时已焊接好的元器件或导线；
4、传感器属于精密器件，用户在使用时请不要自行拆卸、用尖锐物品或腐蚀性液体接触传感器表面，以免损坏产品；
                 
                                                                                                                                                         
6.3大气压力传感器说明书
6.3.1、产品简介：
气压传感器采用进口高精度压力芯片，测量精度高、稳定性好。精密信号处理电路可根据用户的不同需求将大气压力转换为电压或电流等其它输出信号。具有体积小巧，性能可靠，精度高，负载能力强，传输距离长，抗干扰能力强等特点。可广泛用于气象、海洋、环境、机场、港口、实验室、工农业及交通等领域。产品特点线性模拟信号输出故障率小于功耗低、响应速度快连接简便、体积小巧性价比高，专业级大气压力应用范围各类自动气象站的大气压力
6.3.2、技术指标：
 
测量范围：  300～1100hPa
精 确 度：  ±0.3
分 辨 率：  0.1hpa
供电方式：  3.3V
输出形式：  数字信号
仪器线长：  无（主机内置）
工作环境：  -40～+85℃
成品功耗：  5uA