Введение в продукт:

Этот сканирующий лазерный ветровой лидар предназначен для удовлетворения требований заказчиков в сфере ветроэнергетики, метеорологии, гражданской авиации и других отраслей к интеллектуальному измерению ветра на больших расстояниях. Благодаря использованию импульсной когерентной доплеровской технологии он обеспечивает точное измерение радиальной скорости ветра. Снабжённый высокоточным указателем для сканирующего зондирования, система получает профиль ветра, направление ветра и другие метеорологические данные, позволяя восстановить полную информацию о ветровом поле.

Параметры продукта:

I. Технические параметры

II. Принцип работы

Этот сканирующий импульсный когерентный доплеровский ветровой лидар разработан на основе лазерного доплеровского эффекта и технологии когерентной гетеродинной регистрации, обеспечивая бесконтактное, высокоточное и дальнее измерение полей ветра.

1. Лазерное излучение и сканирование пространства Система генерирует импульсные лазерные сигналы с узкой линией излучения и высокой стабильностью, передавая их через интегрированный лазерный приёмопередатчик. Лазерный луч коллимирован и направляется в зону обнаружения цели с помощью высокоточного поворотно‑наклонного указателя, обеспечивающего гибкое сканирование пространства обнаружения за счёт 360° по горизонтали и наклона от −10° до 190° по вертикали; максимальная скорость поворота составляет не менее 50°/с, что позволяет оперативно составлять карту поля ветра.

2. Приём эхо‑сигналов и когерентное детектирование При взаимодействии лазерного луча с аэрозолями, каплями облаков и другими взвешенными частицами в атмосфере обратно рассеянный эхо‑сигнал несёт в себе доплеровский частотный сдвиг, обусловленный движением атмосферного ветрового поля. Система использует когерентную гетеродинную схему детектирования: на фотоприёмнике слабый эхо‑сигнал смешивается с сигналом локального осциллятора, после чего оптический сигнал преобразуется в измеряемый электрический посредством фотоэлектрического преобразования, что позволяет эффективно подавить фоновый шум и существенно повысить чувствительность измерений и отношение сигнал/шум.

3. Расчёт скорости ветра и восстановление поля ветра Система в режиме реального времени вычисляет радиальную скорость ветра для каждого измерительного расстояния‑гейта, демодулируя доплеровский сдвиг частоты эхо‑сигнала; точность измерения достигает 0,1 м/с, а диапазон измерений — от −50 до +50 м/с. В сочетании с высокоточной угловой информацией панорамно‑наклонного указателя (угловое разрешение ≤0,01°, точность наведения ≤0,1°) система осуществляет сканирующее обнаружение пространства целей и посредством проверенного алгоритма инверсии ветрового поля определяет профиль ветра, направление ветра, горизонтальную скорость ветра, вертикальные воздушные потоки и другие метеорологические параметры, в результате чего восстанавливается полный трёхмерный массив данных о ветровом поле в зоне наблюдения.

4. Управление системой и вывод данных Вся система управляется встроенным высокопроизводительным процессором, обеспечивающим синхронное управление излучением лазера, панорамированием и наклоном сканирующего устройства, а также сбором сигналов и обработкой данных. Система поддерживает множество стандартных режимов сканирования (режим фиксации линии визирования, DBS, VAD, PPI, RHI) и пользовательские режимы сканирования, а также способна в реальном времени формировать и выдавать богатый набор продуктов по данным о ветровом поле, удовлетворяя потребности различных прикладных сценариев.

III. Применение продукта и функциональные характеристики

• Основные функциональные характеристики

  (1) Компактный размер и лёгкая конструкция Вся установка отличается высокоинтегрированной компактной конструкцией: габаритные размеры — 380×380×638 мм (максимальная ширина азимутальной рамы), а общая масса — не более 40 кг. Это существенно снижает требования к площади монтажа и несущей способности основания, обеспечивая удобство при размещении на объекте, транспортировке и установке.

  (2) Возможность работы на открытом воздухе в любых погодных условиях Благодаря промышленному, чрезвычайно надёжному дизайну корпуса радиолокационная станция соответствует уровню защиты IP67, а весь радар — уровню IP66. Она способна работать в суровых наружных условиях — при дожде, снеге, пыли и воздействии соляного тумана — и обеспечивает стабильную работу в диапазоне температур от −40 °C до +60 °C, что позволяет ей непрерывно эксплуатироваться в любых погодных условиях на открытом воздухе.

  (3) Высокая адаптивность к окружающей среде и высокая надёжность Система использует отработанные компоненты авиационного и космического класса и высокоинтегрированную конструкцию, обладая высокой помехоустойчивостью и устойчивостью к различным климатическим условиям. Она способна выдерживать максимальную постоянную скорость ветра 30 м/с и максимальную порывистую скорость ветра 50 м/с, а также стабильно функционировать в сложных и суровых метеорологических и географических условиях, обеспечивая низкие эксплуатационные расходы и высокую надёжность длительной работы.

  (4) Широкий диапазон рабочих температур Система разработана с учётом широкого диапазона температурных условий: она обеспечивает нормальную работу в пределах от −40 °C до +60 °C и допускает хранение при температурах от −45 °C до +60 °C, что полностью соответствует требованиям эксплуатации в условиях экстремально низких и высоких температур, а также в других регионах с суровым климатом.

  (5) Высокоточная и дальнодействующая работа по измерению ветра Основанный на технологии импульсной когерентной доплеровской регистрации, данный комплекс обеспечивает максимальную дальность обнаружения до 10 км (в зависимости от метеорологических условий) и поддерживает настраиваемые разрешения по дальности — 15/30/45/60 м. Высокоточный поворотно‑наклонный указатель гарантирует точное и оперативное сканирование целевого ветрового поля, удовлетворяя потребность в интеллектуальном дальнемасштабном сканирующем измерении ветра.

  (6) Гибкие режимы сканирования и богатый набор продуктов данных Система поддерживает множество стандартных режимов сканирования и позволяет пользователям настраивать их в соответствии с конкретными задачами применения. Она способна формировать различные продукты данных о поле ветра, включая радиальную скорость ветра, спектральную ширину, спектральную интенсивность, отношение сигнал/шум, горизонтальную скорость ветра, направление ветра, вертикальное движение воздуха и др., удовлетворяя разнообразные информационные потребности различных отраслей.

Применение продукта:

1. (1) Ветроэнергетическая отрасль

   Применяется для оценки ветрового ресурса, выбора площадок для ветропарков, оптимизации управления поворотом ветровой турбины, выявления эффекта струйного следа, прогнозирования выработки ветроэнергии и управления устойчивостью работы системы электроснабжения при подключении к сети. Обеспечивает получение точных данных о поле ветра для ветрогенераторов, повышает эффективность производства электроэнергии, снижает механические нагрузки и продлевает срок службы ветрогенераторов.

   (2) Метеорологическая отрасль

   Используется для наблюдений за атмосферным пограничным слоем, мониторинга профиля ветра, раннего предупреждения и мониторинга опасных погодных явлений (грозы, фронты шквалов, торнадо), исследований распространения загрязняющих веществ в атмосфере, а также для обеспечения метеорологического сопровождения крупных мероприятий. Обеспечивает получение данных о поле ветра с высоким временным и пространственным разрешением для метеорологического прогнозирования и научных исследований.

   (3) Отрасль гражданской авиации

   Применяется для обнаружения низкоуровневого сдвига ветра в аэропортах, мониторинга ветрового поля на взлётно‑посадочной полосе, обеспечения безопасных условий ветра при взлёте и посадке, а также наблюдения за ветровым полем на воздушных маршрутах. Система позволяет своевременно предупреждать об опасных ветровых явлениях, таких как сдвиг ветра и порывы, гарантирует безопасность взлёта и посадки воздушных судов и повышает эффективность эксплуатации аэропорта.

   (4) Расширенные сценарии применения

2. Фотовольтаическая энергетика: мониторинг ветрового поля для фотогальванических электростанций с целью оптимизации эксплуатации фотоэлектрических модулей и прогнозирования выработки электроэнергии.
3. Морская и прибрежная инженерия: оценка ветрового ресурса в открытом море, мониторинг прибрежного ветрового поля и обеспечение гарантийных параметров ветровых условий для офшорных операций.
4. Транспорт и дорожное движение: мониторинг ветрового поля на высокоскоростных железных дорогах, мостах и в туннелях для обеспечения безопасности транспортных операций.
5. Научные исследования: исследования в области атмосферных наук, исследования в сфере ветроинженерии и наблюдения за полем ветра в рамках национальных крупных научно-исследовательских проектов.