基于双边缘技术的多普勒测风激光雷达研究的任务书.docx

基于双边缘技术的多普勒测风激光雷达研究的任务书
任务书
一、选题背景与意义
在能源开发和环境保护不断发展的今天，风能已成为世界各国注重发展的一种清洁能源，其在发电、输电和储能方面的应用也越来越广泛。而风力发电技术的开发和应用离不开准确可靠的风速测量。传统的单点测风法存在时间和空间分辨率低、不适合复杂地形环境等缺陷，因此测风雷达技术应运而生，尤其是用于大型风电场风资源评估和风电机组控制。
双边缘技术是目前较为先进和广泛应用的一种多普勒风速测量技术，其基本原理是对返回的激光雷达信号进行功率谱分析，从中提取速度值，既可以得到水平风速，也可以得到垂直风速。这种技术的测量精度高，时间分辨率高，对于快速变化的风场能及时捕捉到变化，可以提高风场数据的质量和可靠性，进一步推动风电技术的发展和应用。
二、研究内容及任务
本研究的主要内容和任务如下：
1.研究双边缘技术的基本原理和工作机理，分析传统雷达和激光雷达的优缺点，探究双边缘技术的应用范围和现有研究进展。
2.设计一套基于双边缘技术的多普勒测风激光雷达系统，包括硬件设计和软件开发。硬件设计包括激光器、接收系统、光学系统等关键组成部分的设计和选型，软件开发包括控制程序和信号处理程序的编写。
3.对设计的系统进行测试和验证，包括系统的性能测试、电磁兼容测试、温度适应性测试和可靠性测试。测试结果应该满足工程设计标准和国家标准要求。
4.进行实地测试，对风力发电场进行多普勒测风，以获取风场细节信息、空间风场分布、不同高度风速等数据，为风能资源评估和风电机组控制提供有效支撑。
三、进度安排
本项目从2022年1月开始，预计用时12个月完成。任务安排如下：
1.前期调研和文献阅读，时间为1个月。
2.设计双边缘技术的多普勒测风激光雷达系统，时间为4个月。
3.实施硬件设计和软件开发，时间为3个月。
4.系统测试和验证，时间为2个月。
5.实施风力发电场的实地测试，时间为2个月。
四、预期成果
1.设计一套基于双边缘技术的多普勒测风激光雷达系统，包括硬件和软件两部分。
2.对系统进行测试和验证，得到满足工程设计标准和国家标准要求的测试结果。
3.实现风力发电场的实地测试，获取风场细节信息、空间风场分布、不同高度风速等数据。
4.发表一篇学术论文或学术报告。
五、参考文献
1.Bo,Y.,Li,X.,Liu,B.,etal.(2019).ResearchontheUltrasonicWindSpeedSensorandtheWindDirectionSensor.ConferenceProceedingsofthe2019InternationalConferenceonMeasurement,InstrumentationandElectronics.
2.Miao,Y.,Yang,W.,&Ren,Y.(2020).AReviewofWindSpeedandDirectionMeasurementTechniques.JournalofSensors,2020(9).
3.Tang,D.,Zhang,N.,Huang,P.,etal.(2021).ANewWindSpeedMeasurementMethodBasedonDopplerLidarforWindTurbineControlStrategies.JournalofRenewableandSustainableEnergy,13(2).
4.Yang,W.,Huang,Y.,&Teng,T.(2019).TheDevelopmentandProspectofLaserDopplerVelocimetryinWindEnergy.AdvancesinMechanicalEngineering,11(8).