基于加权滑动滤波的激光雷达测风数据处理

来源：激光与红外杂志2025年第5期北京时间：

作者：魏龙超

单位：1.中国电子科技集团公司第二十七研究所,河南 郑州 450047；2.阳明智慧能源集团股份公司,北京 102211；

摘要：在风力机工作过程中引入风速、风向信息实现姿态校正和变桨控制是实现节能增效和安全生产的关键,因此激光雷达被广泛应用于重建风力机前方风场。然而,激光雷达安装位置决定了风力机前方风速、风向算法的差异性和准确性。对于机舱式激光雷达而言,雷达前方测量的风速、风向并非轮毂处风速、风向,而且系统噪声和异常值的存在会增大测量误差。为了解决该问题,本文提出了线性化垂直风切变模型,建立了上平面风速、下平面风速和轮毂处风速之间的关系,采用加权滑动滤波对轮毂处风速、风向测量值进行数据处理,从而提高了轮毂处风速、风向的测量精度。通过切实可行的实验,验证了该方法能将风速测量误差降低至05m/s以内,风向测量误差降低至10°以内,测量值与理论值之间的R2接近于1。该项研究为机舱式激光雷达在风电行业的应用提供了技术参考和新的思路。

关键词：激光雷达;相干探测;风切变;滤波;风速;风向;误差