13测风激光雷达SpiDAR在中国风电的应用.pdf

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1、浦芮斯光电浦芮斯光电赵强赵强青岛浦芮斯光电技术有限公司青岛浦芮斯光电技术有限公司测风激光雷达测风激光雷达SpiDAR在中国风电的应用在中国风电的应用浦芮斯光电浦芮斯光电目目 录录激光雷达的简介激光雷达的简介01 激光雷达的环境适应性激光雷达的环境适应性02激光雷达的应用激光雷达的应用03传输原理传输原理发射发射 emit返回返回 return时间差时间差D Dt=2 雷达雷达工作媒介为微波（从米波到毫米波），基于微波从发射到返回之时间差测量DUT至雷达的距离。激光雷达的种类激光雷达的种类可以将“波长”想象为细分时空的那把梳子：梳子越细，对时空的分辨本领越强，更好的方向性和更强的抗干扰能力。浦芮

2、斯光电浦芮斯光电目目 录录激光雷达的简介激光雷达的简介01 激光雷达的环境适应性激光雷达的环境适应性02 激光雷达的应用激光雷达的应用03激光雷达激光雷达复杂地形适应性复杂地形适应性 )(1fFSinSinVVRHD 小锥角测量，对净空要求低；可以精准地测量局部风况，从而在复杂山地有用武之地。激光雷达激光雷达环境适应性环境适应性降雨、台风高海拔、低温雾、霾、沙尘海岸线、海上平台北京大气所-雾霾青藏高原，3362m内蒙通辽风场测试-风沙湖北五峰-冰冻大唐滨海台风“安比”“梅花”大雨天降雨对激光雷达的影响降雨对激光雷达的影响降雨的影响 effect of raindrop雨滴“寄生”多普勒频移：雨

3、滴与气溶胶颗粒的径向分量有重叠，难剔除 raindrops create“parasitical”doppler-shift,which is mixed with aerosols one雨滴对激光的散射和吸收 scattering and absorption of laser by raindrops雨水在光学窗口表面的沉积 accumulation of water on optical window湿沉降：大雨期间的较低的气溶胶水平。Wet deposition creates lower aerosol density during raining基本原理l 测出激光回波的频移量，

4、导出气溶胶颗粒的径向投影矢量l 沿圆锥方向扫描激光束，将圆周方向的多个激光束（通常是四个）的响应综合求解l 可以理解为是将激光扫描圆周的气溶胶颗粒运动情况进行空间平均。2023-8-188降雨对降雨对SpiDAR的影响的影响降雨的影响 effect of raindrop雨滴对激光的散射和吸收scattering and absorption of laser by raindrops雨水在光学窗口表面的沉积accumulation of water on optical window湿沉降：大雨期间的较低的气溶胶水平wet deposition creates lower aerosol d

5、ensity during raining雨滴对平面内的各激光束的影响从概率角度来分析是等同的，对“相关运算”影响较小。Statistically raindrops influence on each of laser beam is equal,hence can be normalized in“Correlation Algorithm”2023-8-189激光雷达激光雷达雨天适应性雨天适应性上海城区2018-7-22 台风“安比”登陆上海 P值达到0.8，对应大雨，降雨时间比例12%数据有效率98%100%，降雨期间数据有效率93%100%相邻高度风速相关性相邻高度风速相关性R2=0

6、.989R2=0.989激光雷达激光雷达雨天适应性雨天适应性 2022年“梅花”过境青岛激光雷达激光雷达高海拔适应性高海拔适应性青藏高原某风场海拔高度：3362米2016/9/222016/12/15 空气密度：海平面的6570%各高度层的数据有效率各高度层的数据有效率90%90%相邻高度风速相关性相邻高度风速相关性R2=0.973R2=0.973激光雷达激光雷达海洋环境适应性海洋环境适应性东海海上平台2017-11-28 12-22 各高度层的数据有效率各高度层的数据有效率97%97%相邻高度风速相关性相邻高度风速相关性R2=0.984R2=0.984 海上空气湿润，气溶胶更多，激光信号更强