CN108051647A - 一种风电场土壤电阻率校正测量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种风电场土壤电阻率校正测量的方法，所述方法包括：选定一测量中心点；设置距离该测量中心点对称的二组测量电极，利用所述至少二组测量电极测量所述风电场土壤电阻率；将所述二组测量电极交换电极进行校正测量获得校正风电场土壤电阻率；当所述风电场土壤电阻率与校正风电场土壤电阻率的误差小于预设值时，则将多次测量的所述风电场土壤电阻率平均值确定为风电场土壤电阻率。本发明通具有测量准确和测量难度低的优点。

Description

一种风电场土壤电阻率校正测量的方法

技术领域

本发明涉及风电场电阻测量率领域，特别涉及一种风电场土壤电阻率校正测量的方法。

背景技术

风力资源由于它的清洁性、可再生性、丰富的储量最近几年在国内得到了大力发展。风力发电场占地面积小，是极有前途的一种洁净能源，大部分风电场变电站建设于丘陵地带，土壤结构复杂，接地电阻高。土壤结构复杂、电阻率高的特点增大了风电场土壤电阻率的测量工作的难度。所以研究一种适用于风力发电场的土壤电阻率测量与校正的方法是十分必要的。

发明内容

本发明提供了一种风电场土壤电阻率校正测量的方法，克服当前测量风电场土壤电阻率难度高的特点。

本发明提供了一种风电场土壤电阻率校正测量的方法，所述方法包括：

选定一测量中心点；

设置距离该测量中心点对称的二组测量电极，利用所述至少二组测量电极测量所述风电场土壤电阻率；

将所述二组测量电极交换电极进行校正测量获得校正风电场土壤电阻率；

当所述风电场土壤电阻率与校正风电场土壤电阻率的误差小于预设值时，则将多次测量的所述风电场土壤电阻率平均值确定为风电场土壤电阻率。

优选的，所述二组测量电极测量电极包括一对电压测量电极和一对电流测量电极。

优选的，所述利用所述二组测量电极测量所述风电场土壤电阻率的步骤中，还包括：

利用所述二组测量电极测量多次测量所述风电场土壤电阻率；

所述多次测量的极距值测量时，下一次的极距值为上一次的极距值的确1至1.5倍。

优选的，在所述当所述风电场土壤电阻率与校正风电场土壤电阻率的误差大于预设值时，重测，若连续三次均大预设值，则重新建立测量点，直至当所述风电场土壤电阻率与校正风电场土壤电阻率的误差小于预设值时，则将多次测量的所述风电场土壤电阻率平均值确定为风电场土壤电阻率。

相较于现有技术，本发明实施例的风电场土壤电阻率校正测量的方法，设置距离该测量中心点对称的二组测量电极，利用所述至少二组测量电极测量所述风电场土壤电阻率；将所述二组测量电极交换电极进行校正测量获得校正风电场土壤电阻率；当所述风电场土壤电阻率与校正风电场土壤电阻率的误差小于预设值时，则将多次测量的所述风电场土壤电阻率平均值确定为风电场土壤电阻率，具有测量难度低和测量准确性高的优点。

附图说明

图1为本发明优选实施的风电场土壤电阻率校正测量的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

请参阅图1，本发明一种风电场土壤电阻率校正测量的方法，所述方法包括：

S1：选定一测量中心点；

S3：设置距离该测量中心点对称的二组测量电极，利用所述至少二组测量电极测量所述风电场土壤电阻率；

S5：将所述二组测量电极交换电极进行校正测量获得校正风电场土壤电阻率；

S7：当所述风电场土壤电阻率与校正风电场土壤电阻率的误差小于预设值时，则将多次测量的所述风电场土壤电阻率平均值确定为风电场土壤电阻率。

进一步的，所述二组测量电极测量电极包括一对电压测量电极和一对电流测量电极。

进一步的，在S3中利用所述二组测量电极测量多次测量所述风电场土壤电阻率；所述多次测量的极距值测量时，下一次的极距值为上一次的极距值的确1至1.5倍。

进一步的，在所述当所述风电场土壤电阻率与校正风电场土壤电阻率的误差大于预设值时，重测，若连续三次均大预设值，则重新建立测量点，直至当所述风电场土壤电阻率与校正风电场土壤电阻率的误差小于预设值时，则将多次测量的所述风电场土壤电阻率平均值确定为风电场土壤电阻率。

具体地，所述风电场土壤电阻率测量校正方法由四极法测量方法和四极法校正测量方法组成，其中四极法测量装置包括四极法测量设备，四极法极距布置原则；四极法校正测量方法包括四极法校正测量设备、校正原则，四极法测量方法是测量风电场土壤电阻率的基础，极距布置起到至关重要的作用，四极法校正测量方法采用交换测量极的方式校正测量土壤电阻率，并将测量结果和校正测量结果对比，按照校正原则确定土壤电阻率的最终值，保证测量的准确性。具体设计如下：

1)四极法，即上述的二对电极测量方法，这种测量设备可以简单快捷地测量风电场的土壤电阻率初值；

2)四极法极距布置原则包括Wenner布置方法和“1-2-3-5-7原则”两部分，其中Wenner布置方法也叫做等距四极法，四个测量接地极位于同一深度的一条水平线上，两两测量极之间距离相等，这种方法对电极打入地中没有要求，操作简单；其中“1-2-3-5-7原则”是指测量极距在升序排列情况下，相邻极距了下一测量极距离为上一极距1至1.5倍，即应该满足1：1.5左右的要求，就可以具有较高的鲁棒性和取得足够稠密的测量点，所以可以令测量极距一个数量级范围内按1/2/3/5/7比例取，如极距在1m～10m范围内，极距取为1m、2m、3m、5m、7m、10m；极距在10m～100m范围内，极距取为10m、20m、30m、50m、70m、100m，最大极距amax应取地网1～3倍对角线长度。

3)四极法校正测量设备是在四极法测量设备的基础上进行改装设计，设备原理是将四极法测量装置的电流测量极和电压测量极的位置交换，此时测量结果与交换前理论上是相等的，如若不相等，则可能存在测量误差或测量结果不准确，所以四极法校正测量设备电压极和电流极位置交换，其余部分设计结构同四极法测量设备。

4)校正原则为若测量结果和校正结果的偏差在预设值以内，如5％，则风电场土壤电阻取平均值；若测量结果和校正结果偏差大于5％，则重测；若三次测量结果和校正结果的偏差都大于5％，则舍去该测量点，建立新的测量点。

方法如下：

1)首次进行四极法测量大地电阻率模型，四极法测量装置有两种，一种是电流电压表法，另一种是接地摇表法，本专利采用电流电压表法装置进行测量，测量步骤如下：首先进行现场勘查，确定测量中心点，之后保持测量中心点位置不变，以南北方向(或任取某一方向)布线进行极距为d_i的Wenner等距四极法测量；接着保持测量中心点位置不变，按照“1-2-3-5-7原则”的极距布置原则，改变测量极距分别取值“0.5m，0.7m，1m，2m，3m，5m，7m，…，a_max”，以东西方向(或垂直于上一测量方向)布线方式来重新布置接地极进行同样的测量，并观察两个方向上视在电阻率的差异性；最后，完成测量的m组极距布置后，以均方根误差公式F₁进行土壤模型的一维反演和三维反演：

其中，ρ_a和ρ_M分别为四极法视在电阻率的正演值和测量值。

值得注意的是，在测量过程中，仍要根据反演结果判断是否补充局部测量，即移动测量中心点，再根据上述步骤进行补充测量和反演。

2)上述方法是在四极法测量设备的基础上进行改装设计，四极法测量设备原理是将原本四极法的电流测量极和电压测量极的位置交换，因为本专利采用的是Wenner布置等距四极法，所以在交换前后，测量所得出的视在电阻率ρ都应为：

其中，V_2-3是2、3电极的电势差，h为电极埋深。

在改变电流极、电压极位置后，通过上述公式计算的视在电阻率和改变前应保持相等。

四极法校正装置测量土壤校正电阻率的测量步骤同四极法测量装置的测量步骤，测量中心点采用测量法的中心点，极距选取原则仍然为“1-2-3-5-7原则”，测量接地极的布置方向和极距选取要求和测量法相同，在测得视在电阻率之后，要将结果与测量法的结果相比较。

3)在得到测量法的测量结果和校正法的测量结果之后，要将两种结果相比较，按照如下的校正原则来确定最终的土壤电阻率模型：

若测量结果和校正结果的偏差在预设5％以内，认为测量初值有效，则风电场土壤电阻取测量结果和校正结果的平均值；

若测量结果和校正结果的偏差＞5％，认为测量初值误差过大，则重新采用四极法测量和四极法校正测量装置测量在该极距和布置方式下的土壤电阻率，再次比较结果，直到结果偏差＜5％。

若三次重测，测量结果和校正结果的偏差都大于预设值，这里选取5％，认为该测量中心点无法准确获取到大地电阻率，则舍去该点，重新进行现场勘查，再次确定新的测量中心点。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明适用于土壤高阻地区的风力发电场土壤电阻率的测量；本发明提出一种新的四极法极距布置原则：“1-2-3-5-7原则”，按照这种原则布置的极距具有较高的鲁棒性，同时也能够取得足够稠密的测量点，为准确获得风电场土壤电阻率打下坚实的基础；本发明设计了一种能够校正四极法土壤电阻率测量结果准确性的装置，该装置原理简单易懂，装置可操作性强，测量方便，直接可以由四极法测量装置改装得到，降低成本，避免经济浪费，同时也为四极法测量高阻地区的土壤电阻率的准确性提供了一定的保障；本发明提出一种土壤电阻率的校正原则，为四极法土壤电阻率的校正提供了准则，校正原则经过大量的工程实践项目验证，是科学可行的，能够保证四极法测量风电场大地电阻率的准确性。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种风电场土壤电阻率校正测量的方法，其特征在于，所述方法包括：

选定一测量中心点；

设置距离该测量中心点对称的二组测量电极，利用所述至少二组测量电极测量所述风电场土壤电阻率；

将所述二组测量电极交换电极进行校正测量获得校正风电场土壤电阻率；

当所述风电场土壤电阻率与校正风电场土壤电阻率的误差小于预设值时，则将多次测量的所述风电场土壤电阻率平均值确定为风电场土壤电阻率。

2.根据权利要求1所述风电场土壤电阻率校正测量的方法，其特征在于，所述二组测量电极测量电极包括一对电压测量电极和一对电流测量电极。

3.根据权利要求1所述风电场土壤电阻率校正测量的方法，其特征在于，所述利用所述二组测量电极测量所述风电场土壤电阻率的步骤中，还包括：

利用所述二组测量电极测量多次测量所述风电场土壤电阻率；

所述多次测量的极距值测量时，下一次的极距值为上一次的极距值的确1至1.5倍。

4.根据权利要求1所述风电场土壤电阻率校正测量的方法，其特征在于，在所述当所述风电场土壤电阻率与校正风电场土壤电阻率的误差大于预设值时，重测，若连续三次均大预设值，则重新建立测量点，直至当所述风电场土壤电阻率与校正风电场土壤电阻率的误差小于预设值时，则将多次测量的所述风电场土壤电阻率平均值确定为风电场土壤电阻率。