风能资源评估和风电功率预测等除需要平均风速数据外，还需要对风力的瞬变特性进行准确的测量和分析。分析了风力瞬变特性对风电场的影响，为能够准确测量垂直切变、湍流等风力的瞬变特性，提出利用三对超声波换能器构成三维阵列的风力瞬变特性测量方法。采用时差法，通过设计超声波换能器阵型排布及各部分电路，建立风力参数计算模型；在准确测量传统的风速和风向参数基础上，进一步实现了实时的风力瞬变参数特性测量。采用该方法进行了三个测风塔的长期连续风力特性数据采集，据此研究了风切变和湍流对风电场的影响，进而为风电机组选型和风电场选址提供依据。