全天候毫米波測風雷達關鍵技術與產業應用_蘇州度風科技_楊廣立.pdf

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1、全天候毫米波測風雷達關鍵技術與產業應用蘇州度風科技有限公司蘇州度風科技有限公司guangli.yangvor PART012PART02PART03PART04PART05市場展望Market Outlook公司簡介Company Introduction項目背景Project Background創新技術Innovative Technology產品介紹Product introduction蘇州度風科技有限公司蘇州度風科技有限公司由海歸博士領銜，集合射頻、通信、氣象領等域專家，聯合創辦的一家高科技公司。公司致力于毫米波測風雷達、多目標探測雷達、毫米波通信和傳感產品的研發和生產。在毫米波天線

2、和射頻電路、數字與模擬波束賦形技術等方面有深厚的技術積累和產品開發經驗。上海度風科技有限公司為蘇州度風的子公司，建有研發、測試平臺，以研發新產品和提供測試服務為主。企業已被評為企業已被評為國家高新技術企業國家高新技術企業蘇州蘇州工業工業園區領軍園區領軍企業企業姑蘇領軍姑蘇領軍企業企業上海寶山上海寶山區區重點扶持企業重點扶持企業342023-20262021202020192022蘇州度風成立獲得天使輪融資上海度風成立第一代地基式毫米雷達測風雷達研制成功、獲得科技查新報告評定為“園區科技領軍”企業；評定為“姑蘇領軍”企業；國家高新技術企業；獲得Pri-A輪融資；第二代、第三代VORTRAD-L3

3、00型地基式毫米雷達測風雷達研制成功；建立符合ISO體系的標準生產車間、地基式毫米波雷達正式投產已申請專利22項，發明專利7項，實用新型15項，軟著3項。成功交付大唐、中核、華能等項目地基，機艙測風雷達全面量產,成為毫米波測風雷達標桿企業，制定行業標準。B-D輪融資A輪融資我國風能資源總儲量約32.26億kW國內外測風雷達有近千億元的市場政策機遇國家戰略性大力支持風電2030碳高峰，2060碳中和目標市場機遇2023年起每年裝機量7000萬+千瓦未來5-10年持續增長。商業機遇智能風機研發，舊風機改造風力發電廠大幅增建風電是國內新能源首位，未來10年國家重點支持陸地和海上快速發展，風機和風場需

4、要測風新雷達5風電和氣象行業需要測風進行選址和風資源預測和評估，安裝、安全、維護、全天候測風的方案?，F有的測風塔安裝和維護都不方便、而激光測風雷達在雨霧天性能下降，需要新技術。缺點：征地、建設周期長、維護成本高不方便移動、重復利用率低測量高度低、層數少測風塔測風雷達優點：不用征地、便攜、維護成本低測風高度高、層數多目前測風雷達問題數據有效率有待提高、全天候還有困難VS6智能風機需要降載荷和提高發電量，現有的風速計和風向標不能滿足智能測風要求。機艙激光雷達已經試用多年，最大痛點是雨霧天等測風性能下降，行業期待新技術路線。特點：后饋式測風、價格便宜缺點：不能預判斷風、作用有限風葉阻擋、測風誤差大風

5、向標測風雷達特點：前饋式測風、現有業內方案價格太高優點：提前測風、測風距離遠校正偏航、降疲勞、提高發電量VS78晴天效果好，雨霧天氣性能欠佳。光源和放大器依賴進口，價格高。穩定性差一些。波長微米級，依靠多普勒效應。毫米波技術過去用在5G、車載雷達、軍工等方案。度風科技首次將全相參多普勒雷達用在測風雷達方面。全天候工作，特別是雨霧天性能佳。純電路實現、穩定性好、成本低、器件國產化、無噪聲。9雷達架構高集成射頻模組算法和信號處理電掃天線FPGA和基帶電路米式散射（霧天）大顆粒，霧滴，大灰塵布拉格效應（湍流）瑞利散射（晴天）晴空微小顆粒激光粒度（尺度）激光雷達工作機理毫米波雷達工作機理空氣純凈區（例

6、如藏區）顆粒尺度極小難以探測湍流時刻都存在10=2+2風速：風向：=+=+和 代表東、北方向上的風速分量偏東、偏北指向測得的徑向速度為、11=V =V 2132=22+22 2大氣折射率結構常數大氣折射率結構常數：雷達反射體：雷達反射體：=(4)24雷達雷達方程：風場需要地基式雷達，進行風資源評估和風電場運營管理。應用場景風資源評估風電場建設后評估風功率預測風電場運營管理解決測風塔倒塔、裹冰等情況使用、維護簡單、可重復使用壽命長、成本低、陸地海上應用12特點測風塔地基式雷達ID指標名稱指標名稱具體描述具體描述1測量距離10m300 m2距離層數大于10層3風速測量范圍0.250 m/s4風速測

7、量精度0.1 m/s5波束結構4波束，與中心線一定夾角6風向測量范圍360全向7風向測量精度58刷新速度 1 Hz與國外的激光和聲波雷達在不同天氣、地點、風場等進行了大量的對比測試。毫米波在全天候工作、抗雨霧、穩定性強有明顯優勢，解決了行業痛點。毫米波雷達未來趨勢是代替傳統的測風塔。測測風風塔塔毫米波毫米波毫米波雷達與測風塔比較結果13對比測對比測試示意圖試示意圖測試測試時間：時間：2021.09.15 01:302021.09.15 01:30-2021.10.04 02:452021.10.04 02:45某一時刻毫米波雷達和測風塔在各個高度層上的風速、風向對比某一時刻毫米波雷達和測風塔在

8、各個高度層上的風速、風向對比14不同高度層的結果對比：為了便于比較驗證，觀測前對毫米波雷VORTRAD-L300的參數進行了相應的調整，設置輸出30m、50m、70m、140m高度層的15min平均風速數據，分別與測風塔各個高度層的數據進行比較。對一段時間內毫米波測風雷達和測風塔各個距離層測量結果進行最小二乘線性回歸分析，計算相關系數和決定系數R2。連續時間數據對比：右圖為不同高度層毫米波雷達數據與測風塔數據對比時間序列圖，例舉了2021年9月中旬為期10天的測量，包含851組有效數據點。其中，紅線表示毫米波雷達15min平均風速數據，藍線表示測風塔15min平均風速數據。分析可知，毫米波雷達

9、所測量的結果與測風塔測量的結果在隨時間變化的趨勢及數值大小上始終保持較好的一致性。1516散點圖及擬合結果：通過分析同步觀測時間內的總體樣本數，對毫米波雷達和測風塔70m、140m的風速、風向數據進行線性擬合，擬合結果如下圖所示，擬合參數匯總見下表。結果顯示，毫米波雷達和測風塔的風速和方向的擬合度在0.98以上。17VORTRAD-L300是一款基于毫米波探測技術的地基式測風雷達。該雷達是通過向正上方發射雷達信號，信號經過大氣湍流的反射后被雷達接收，然后經FPGA高速處理，得到雷達上空的風速風向信息。該款雷達可全天候、不間斷的對雷達上方10-300m范圍的風場進行精細化測量，具有體積小、功耗低

10、、精度高、環境適應性好的特點。全天候：適合各種天氣，在雷暴、雨霧和霜凍天氣下性能好低空風速探測：10-300m 高精度：風向測量精度1，風速測量精度0.1m/s掃描方式齊全：多天線波束360全方位覆蓋掃描高安全性：數據傳輸加密無泄漏，具備GPS定位及安全報警功能LTE、LoRA性價比高：穩定性好、壽命長、價格優惠安裝方便：體積小，功耗低，適合轉場及建站17全天候：適合各種天氣，在雷暴、雨霧和霜凍天氣下性能好低空風速探測：10-300m 高精度：風向測量精度1，風速測量精度0.1m/s掃描方式齊全：多天線波束360全方位覆蓋掃描高安全性：數據傳輸加密無泄漏，具備GPS定位及安全報警功能LTE、L

11、oRA性價比高：穩定性好、壽命長、價格優惠安裝方便：體積小，功耗低，適合轉場及建站18ID指標名稱具體描述1全天候雨霧天性能好，無懼惡劣環境2運行穩定無市電，太陽能供電，穩定運行15天3方便高效冬季無需加熱裝置4靈活部署小巧輕便，適應各種環境5測量距離10m300m6距離層數15層/30層可選7距離分辨率10m/20m可選8風速測量范圍0.260 m/s9風速測量精度風速測量精度 0.1m/s 10波束結構4 波束，與中心線夾角 1511風向測量范圍360全向12風向測量精度113刷新速度1s/10min（用戶設置）14數據傳輸方式有線/4G15數據存儲時長12-24個月16輸出數據產品RS4

12、85、CAN OPEN、TCP（modbus）ID 指標名稱具體描述1系統工作電壓220VAC 50Hz2內部最大功率50W3系統總功率（融冰清潔）200W（選配）4工作溫度-40+60 5儲存溫度-40+85 6IP 防護等級艙內設備：IP65 艙外設備：IP667防腐C5M8內部監測信息微波接收能量、微波部件溫度、內部溫濕度、姿態角9數據輸出方式RS485、CAN 總線10運用檢修方式在線式綜合狀態檢測11產品重量50 Kg 12產品尺寸720mm420 mm490 mm 鑒衡認證科技查新報告19地基式毫米波測風雷達安裝在高海拔地理環境中、在高濕度、雨天、云霧天氣下仍能平穩運行、不間斷數據

13、輸出。該款雷達具有定制化太陽能供電系統，適應野外戶外各種惡劣環境，為風電場提供不同高度風速風向信息、并進行風資源評估。從東北到西南，從陸地到海邊都有銷售。202022年已完成風場項目50+2023年將完成百臺毫米波雷達安裝立項。VORTRADVORTRAD-T300T300 是一款基于毫米波技術的機艙式測風雷達是一款基于毫米波技術的機艙式測風雷達該雷達是安裝在風機機艙頂端并向風機前方發射雷達信號，信號經過大氣湍流的反射后被雷達接收，再經過FPGA高速處理后得到風機葉片前方的風速風向及回波功率信息?？扇旌?、不間斷的對風機前端40-300米范圍的風場進行精細化測量，實時將風速風向，湍流強度大小等

14、信息傳輸至機組控制系統，從而有效提升風機的發電效率。環境適應性強：雷暴、雨霧、霜凍天都可以正常工作大探測量程：40-300m高精度：風向測量精度1，風速測量精度0.1m/s掃描方式豐富：多天線波束360全方位覆蓋掃描安裝便捷：體積小，低功耗安全性高：數據傳輸加密無泄漏，實時危險定位報警LTE、LoRA接口豐富：多數據傳輸接口，與主流風機接口對應2122ID指標名稱指標名稱具體描述具體描述1全天候雨霧天性能好，無懼惡劣環境2免基建無需征地與基建3非接觸測量便捷迅速、行業領先4方便高效冬季無需加熱裝置5靈活部署小巧輕便，適應各種環境6測量距離40m300m7距離分辨率10m/20m可選8距離層數1

15、5層/30層可選9風速測量精度0.1m/s 10風速測量范圍0.260 m/s11風向測量范圍360全向12風向測量精度113刷新速度1s/10min（用戶設置）14數據傳輸方式有線/4G15輸出數據產品RS485、CAN OPEN、TCP（modbus）ID指標名稱指標名稱具體描述具體描述1系統工作電壓220VAC 50Hz2內部最大功率50W3系統總功率（融冰清潔）200W（選配）4工作溫度-40+60 5儲存溫度-40+85 6IP 防護等級艙內設備：IP65 艙外設備：IP667防腐ISO C58內部監測信息微波接收能量、微波部件溫度、內部溫濕度、姿態角9數據輸出方式RS485、CAN

16、 總線10運用檢修方式在線式綜合狀態檢測11產品重量30 Kg 12產品尺寸430mm300 mm530 mm 13系統工作電壓220VAC 50Hz14內部最大功率50W15系統總功率（融冰清潔）200W（選配）23測量范圍：10-1000米。2022年完成測試和試用。2023年推向市場，預計在氣象和環保領域推廣。代替現在的氣象塔裝置。24VORTRAD-JK150毫米波測凈空雷達毫米波葉間距雷達傳感器是大力發展風電行業背景下，面向風力發毫米波葉間距雷達傳感器是大力發展風電行業背景下，面向風力發電機葉片變形程度監測的目標檢測傳感器。該雷達安裝固定在風力電機葉片變形程度監測的目標檢測傳感器。該

17、雷達安裝固定在風力發電機機艙尾部側面，葉間距雷達指向葉片尖端待檢測區域，實時發電機機艙尾部側面，葉間距雷達指向葉片尖端待檢測區域，實時監測葉片變形情況，若風力過大，風力發電機葉片變形程度過大進監測葉片變形情況，若風力過大，風力發電機葉片變形程度過大進入危險范圍內，分段判斷對風機進行減速或停機操作，以防葉片變入危險范圍內，分段判斷對風機進行減速或停機操作，以防葉片變形程度過大碰撞塔筒壁造成損失，進而提高風機發電效率。形程度過大碰撞塔筒壁造成損失，進而提高風機發電效率。全天候工作，不受雨霧天氣影響，適合惡劣環境，抗干擾能力強解決風力過大，葉片彎曲過大撞擊塔筒壁的風險空間分辨率高，為控制風機正常運行

18、、減速、停機提供可靠依據成本低、功耗低、體積小、重量輕、易于安裝和維護指標名稱指標名稱具體描述具體描述大小尺寸122x107x45 3距離精度0.1m標準量程150m速度精度0.06m/s測速范圍-8m/s,+8m/s，可擴展角度精度0.125工作條件全天候工作測角范圍-15,+15數據輸出頻率20Hz、30Hz、50Hz可選數據輸出方式有線/4G25MMIC、FPGA、天線、算法、電掃AiP射頻前端。其中，s為凈空距離（單位：m）w為激光點在地面投影點與塔筒距離（單位：m）h為風機葉尖距離機艙高度（單位：m）H為機艙距離地面高度，可根據實際情況，擴大監測s距離，保證在日常測試中葉尖進入監測視

19、線。幾何關系確定凈空范圍示意圖全天候監測、雨霧、惡劣天氣性能優毫米波雷達監測一個空間立體區域，監測相同區域只需一臺毫米波雷達毫米波雷達能夠監測區域內葉片動態軌跡2620221227測試數據（晴天）20221227-193221凈空值與轉速隨時間變化20221227-200450凈空值與轉速隨時間變化2720221229測試數據（雨霧天）20221229-074104凈空值與轉速隨時間變化20221229-103916凈空值與轉速隨時間變化282930陸上風電陸上風電/5G通信通信海上風電海上風電氣象氣象/航空航空313D 風廓線雷達）高壓線探測雷達高壓線探測雷達地基測風雷達地基測風雷達測凈空雷達機艙式雷達5G通信機漂浮式測風雷達為風電新能源產業提供為風電新能源產業提供抗雨霧、全天候抗雨霧、全天候、精度高、維護少的傳感和通信方案、精度高、維護少的傳感和通信方案歡迎歡迎B B輪投資，大規模產業化輪投資，大規模產業化毫米波測風的領頭企業地址：江蘇省蘇州市蘇州工業園區金雞湖大道99號納米城西北區1幢608室電話：0512-6267021517360269653郵箱：網站：http:/