在風(fēng)電場的運(yùn)營中，需要采集風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)。這是因?yàn)轱L(fēng)速直接決定風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率（功率與風(fēng)速的立方成正比）。通過實(shí)時(shí)風(fēng)速數(shù)據(jù)，可結(jié)合風(fēng)機(jī)的功率曲線（風(fēng)速 - 功率對應(yīng)關(guān)系），精準(zhǔn)計(jì)算當(dāng)前發(fā)電量，并預(yù)測未來短期（如 15 分鐘至數(shù)小時(shí)）的發(fā)電能力。還有每臺(tái)風(fēng)機(jī)都有特定的 “切入風(fēng)速”（如 3-4m/s，開始發(fā)電）和 “切出風(fēng)速”（如 25m/s 左右，超此閾值需停機(jī)保護(hù)）。實(shí)時(shí)風(fēng)速數(shù)據(jù)可確保風(fēng)機(jī)在安全風(fēng)速范圍內(nèi)運(yùn)行，避免因極端風(fēng)速導(dǎo)致葉片斷裂、主軸損壞等事故。

再說了，風(fēng)電場內(nèi)多臺(tái)風(fēng)機(jī)呈陣列分布時(shí)，下游風(fēng)機(jī)易受上游風(fēng)機(jī) “尾流效應(yīng)” 影響（風(fēng)速下降、湍流增加，導(dǎo)致發(fā)電量損失）。實(shí)時(shí)風(fēng)向數(shù)據(jù)可幫助調(diào)整風(fēng)機(jī)排列方向（如垂直于主導(dǎo)風(fēng)向），或通過智能控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)整風(fēng)機(jī)間距，最小化尾流損失。

那么如何獲取風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)呢？

風(fēng)電場風(fēng)機(jī)的超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀是一種風(fēng)電場經(jīng)常用到的測量設(shè)備，它基于超聲波時(shí)差法原理，在傳感器的固定基座上，呈十字交叉分布 4 個(gè)超聲波換能器，兩兩一組構(gòu)成超聲波發(fā)射與接收通道。當(dāng)有風(fēng)吹過時(shí)，順風(fēng)方向傳播的超聲波速度因風(fēng)的推動(dòng)而加快，逆風(fēng)方向則減慢，通過計(jì)算兩組超聲波在相同路徑上的傳播時(shí)間差，便能精確換算出風(fēng)速；而風(fēng)向的判定則依靠各通道間的風(fēng)速差異，結(jié)合三角函數(shù)算法，以 ±2° 以內(nèi)的誤差精準(zhǔn)定位風(fēng)向。