當計劃建立新的風力發(fā)電廠時，噪聲排放便成為關(guān)鍵性的考慮。 工程師必須根據(jù)氣象條件與地勢因素，提出*的風力發(fā)電廠布局方案，以盡量降低噪音對周遭環(huán)境的影響。 五年多前，位于丹麥Hørsholm的DELTA公司就開發(fā)了一款定制化的內(nèi)部測量系統(tǒng)，用來對丹麥國內(nèi)外主要制造商的風力渦輪機進行認證，并幫助工程師設(shè)計出符合相關(guān)標準的風力發(fā)電廠。 第二代NoiseLAB風電系統(tǒng)融合了*代系統(tǒng)的經(jīng)驗，目前已可供出售。

IEC 61400-11 Ed. 3 (2012)標準提供了一個統(tǒng)一的方法來測量不同風速下風力渦輪機的噪聲排放，便于不同渦輪機之間的比較。 風力渦輪機制造商采用該標準可以規(guī)范噪聲排放，客戶則可以采用這些標準測試產(chǎn)品是否達標。 這些測試需要測量聲功率等級、1/3倍頻程帶級以及各風速下的音調(diào)。

采用NI平臺開發(fā)測量系統(tǒng)

我們使用NI9234動態(tài)信號采集模塊采集聲學數(shù)據(jù)，并通過NI9215模擬輸入模塊采集風力渦輪機和氣象桅桿的模擬數(shù)據(jù)。 我們將麥克風放置在地面的一塊板上，并用符合IEC61400-11標準的二級擋風玻璃遮住它。 該擋風玻璃可降低麥克風里的風速和由風引起的噪聲，從而提高信噪比，尤其是低頻率時的信噪比。 系統(tǒng)還提供了各種接口，可用于連接風力渦輪機的風速計以及風力渦輪機控制系統(tǒng)，以便實時記錄運行參數(shù)。

麥克風通常會放置在離渦輪機較遠的地方，麥克風之間也彼此相隔較遠，這樣會產(chǎn)生非常繁瑣的布線和安裝問題。 而這一問題反而促使工程師開發(fā)了無線麥克風連接解決方案，其實現(xiàn)采用了NI cDAQ-9191單槽802.11 WiFi機箱以及NI 9234和NI 9215模塊。 但是我們在實現(xiàn)150米以上的遠距離可靠無線傳輸上遇到了巨大的挑戰(zhàn)。 為了找到可靠的WiFi設(shè)備，將采集的數(shù)據(jù)傳輸回距離遠達1000米的數(shù)據(jù)采集電腦，我們對多家制造商的WiFi路由器進行了大量的測試。我們zui終搭建了一個并行WiFi系統(tǒng)，可允許從iPad上遠程訪問Noise LAB 風電系統(tǒng)。

原始數(shù)據(jù)會經(jīng)過多個階段的處理，每個階段通過收聽特定頻道或查看選擇的波形以及相關(guān)波譜（1/3倍頻程和FFT）來提供實時監(jiān)控。 與此同時，我們采用技術(shù)數(shù)據(jù)管理流(TDMS)格式來同步數(shù)據(jù)并進行時間標識，TDMS是一種高性能波形存儲格式，在遇到系統(tǒng)崩潰時，該格式具有多種功能。 與同步原始波形存儲并行進行的是，F(xiàn)FT和1/3倍頻程頻譜的計算和磁盤寫入，通常采用與風箱10秒或60秒周期相匹配的積分周期。 然后測量數(shù)據(jù)以串行方式寫入一個簡單的文本文件中，該文本文件在測量過程結(jié)束時轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電子表格格式。

根據(jù)針對特定風力渦輪機的預加載功率曲線，我們計算了大量風力渦輪機和基于風速的參數(shù)，包括輪轂高度處的風速預估值和渦輪機功率。 在測量過程中我們可以隨時查看實時參數(shù)或記錄參數(shù)的散點圖，可以從20多個參數(shù)中選擇任意兩個參數(shù)之間的散點關(guān)系圖。 此時，TDMS格式提供了很大的優(yōu)勢，因為它可以同時執(zhí)行多個流程來安全地訪問同一數(shù)據(jù)文件，即使該文件以高速寫入磁盤。

我們之所以選擇LabVIEW系統(tǒng)設(shè)計軟件來開發(fā)NoiseLAB風電系統(tǒng)軟件是由于它在數(shù)據(jù)采集、信號處理、數(shù)據(jù)儲存格式和常用處理功能方面表現(xiàn)出的高靈活性。