风向偏差导致的偏航对风误差有很多种解决方案

常规的测风方式是在机舱尾部安装机械式风速仪和风向标，相信大家很熟悉。目前，这种方式测量得到的风速和风向主要用于，机组的切入、切出和偏航。

这种测量面临的最大问题是，叶根尾流和机舱本身对测量结果造成的影响，风速和方向都会因此产生偏差。这种偏差带来的影响还是挺大的，最典型的就是风向偏差导致的偏航对风误差，根据估算风速 测量，偏航误差对年发电量的影响如下：

关于测风误差有很多种解决方案被提出，最根本最有效的就是用新的测风方式，让测量结果更准确。我们之前提到过激光雷达 (LiDAR) 的解决方案：

但是 LiDAR的方案并不能满足所有应用场景，尤其是它的成本还比较高。今天，我们再看一种应用超声波风速传感器的解决方案。

上图的左侧是在轮毂上安装了 3个一维超声波风速仪，右侧是大气通过轮毂时的流场。右图的蓝色区是来流接触轮毂后的停滞区，一般接近轮毂中心，从这个区域沿着轮毂表面气流逐渐加速风速 测量，超声波风速仪尽量安装在气流速度和自由风速刚好吻合的位置。

有了三个一维的风速仪，它们合成计算就可以得到风速在三维空间里的速度和方向，考虑到三个风速仪是随叶轮转动的，在每个风速仪上同时配置了一个加速度传感器，从而得到自己随叶轮转动的相位角。

这样的测量方式，有如下优势：

可以得到风速在平面方向上和机舱更准确的相对方向，从而使偏航控制更有效，消除偏航误差；

由于得到的是在三维方向上的风速，可以从测量结果计算出在上下方向上的风速入流角度。这个结果，为机组的降载控制和安全控制提供了基础；

测量位置在风速刚刚到达轮毂的地方，没有受到叶轮和机舱的影响，得到的结果更接近真实到达机组叶轮的风速；

由于传感器随叶轮旋转，在这个过程中可以有效消除因为安装等因素带来的误差；

成本相对 LiDAR较低，可以用在存量机组的优化上。