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風電技術論壇之風資源評估與風功率預測——北京國際風能大會展中報道

2013-10-22 來源:北極星電力網 瀏覽數:895

  我們這個公司已經有了很長的歷史在70年代的時候,就有一個雷達的創新,但是在最近這個技術才用于風電行業。十年前我們剛開始建了一個雷達,在風機上面安裝。在葉片前面有數百米葉片的風機。我們做這個資源評估在過去幾年這個進展比較慢。因為要說服這個產業采用新技術。但是現在速度正在加快。我們現在也有了其他的一些生產企業的合作。我們希望能夠一起來推動這些新技術在多個行業的應用。
  首先大家可能會問,為什么用雷達來進行資源評估。當然,如果你要想測量一下風速的話,你必須要要用,肯定會涉及到一個非常大的結構,你你用雷達,就可以在地面上測量,而不用一個非常高的,非常大的測風塔。這樣的話進行測量或者是說資源的評估就可以非常直接,可以很好的檢查不同的地方,檢測不同地方的風的行為表現。包括一些結冰的情況等等。
  同時,雷達也可以進行校準,而且校準非常穩定。現在對于雷達的接受程度的情況,跟傳統的測風塔先相比,我們在這里有一個測試場,我們的雷達現在正在接受這個最終的驗證的階段。我們可以檢測雷達用GLGA,一起來檢測這些雷達是從工廠出廠的時候進行了完全的矯正最后現場進行性能的檢查。這里最后的驗證檢查有幾個標準。我們至少要測試這些雷達一周的時間。然后也考慮到了當地的風速、高度、用測風塔測量的高度。我們必須要滿足一定的要求。比如說這些雷達的風的風向和測風塔的風向必須要保證達到一定的標準。這張幻燈片介紹的是一些數據。通過測試幾個雷達。一共是有79個300的驗證地點。所以他的數據是非常一致的。我們還需要檢查這些矯正在長期是否能夠保持穩定。同時,確保這些雷達在一年以后能夠重新檢測這些雷達的性能是否保持一致。我們再看到這些基本的資源的不確定性因素方面,在測量這個LOS的速度方面,主要是有兩個參數,一個是激光的波長,另外一個是樣本的頻率。我們是用探測器來確定的,這些都是波長和頻率是比較穩定的。
  當然還有其他的不確定的因素在現實情況下,所以你的假設模型是有可能會崩潰的,所以說在我們有一個機會能夠驗證這個雷達的校準,我們與丹麥的科學家合作,在丹麥的一個風場,這個工作是在這個風機上的葉片上進行檢測。我們用風道來檢測雷達的性能。這套系統是在葉片上進行修正的,就沿著這個氣流的方向。它的范圍比較窄,只有3.3米,非常接近于傳感器。這樣的話我們可以很好的進行比較,我們還就各種速度進行了測試,從每秒零米到每秒75米來確保雷達的精準。我們很高興看到我們的通道確實保證了數據的準確性。而且讓我們也很好的了解了雷達管理當中的不確定性。我相信我們要考慮在這個實際的現場工作情況下有更多的不確定性因素要考慮。可能雷達能夠確認管道的校準,而不是反過來。那么在雷達的功率曲線的接受性,我們有兩種方法,一個是基于地面的,一個是風機的。你把這個雷達和你的測風塔放在同一個位置。遵守這個IEC的標準規定,同時你的雷達在風機上是一個更好的選項。因為雷達可以隨著風機的轉動而轉動,會朝著來風的方向,你可以看到在我們的系統當中也可以進行配制。配制中這兩種方式既可以是配制在這個風機上面,也可以配制在地面上。我們ICE的標準實際上是允許我們使用地面的雷達的。下一個IEC的標準會允許我們使用地面雷達。
  而且我們不管IEC的要求是怎么樣的。我們商業用戶都能夠找到使用雷達的好處。我們做了一些假設,假設管理風速。我們做一個資源管理的,假設氣流是一致的,像圖片所示。這個東西也有可能會壞掉,我們需要處理數據來解決這些氣流不一致的情況。調整雷達的數據就像你在這個測風塔上讀取的風速的數據是一樣的。而且我們驗證了這種方法,在全球,現在也有在我們的網站上有更詳細的信息。那么雷達證明是這個海上項目管理的一個非常合適的方案。那么,從2005年開始,我們就在第一個平臺上使用了雷達。我們在這些圖片下排中間,這是一個非常短的,客戶直接在三角形的探測塔上直接裝了雷達。但是雷達可以是360度旋轉。所以實際上這個數據并沒有受到探測塔三角形結構的影響。
  還有一個可能性,就是說用這種漂移式的雷達。這個領域我們獲得了更多的認可,因為大家都一致同意這種方式能夠降低成本,你也可以看到這里有一些例子,就是說這種漂移式的雷達在左邊是一個簡單的形式,你可以看到這個雷達在漂移座上面,右邊也有一些比較貴的方式。漂移式的雷達是固定在海床上的,所以更加穩定一些,所以任何不確定的要素都是要考慮的,可以減少多普勒的漂移。而且方向并不一定非要指向你原來想要的方向。使用這個雷達我們可以測量風速,因為它的敏感度非常高。它是可以測量這個二十毫秒的風速。我們還實現了,取得了非常好的結果。在實驗的過程中,而且實驗還在進行。我們現在相信這種漂移式的雷達會獲得更好的接受。
  還有風機上的雷達,我們已經做了很多的部署。從2003年開始已經有十年那么最常見的安裝的方法就是說放在這個機艙上,那么通過這個葉片來測量進風,我們還有一些其他的案例,有的客戶把它雷達安裝旋轉器上面。你可以就像這個圖上可以看到雷達安裝的地點。這套系統和我前面看到的,介紹的系統是一樣的。
  我們所做的工作是有功率曲線的評估,到風機運營的優化。主動控制,還有對于這個主動控制的意思是去預測這個風速的變化。以及其他的一些參數的變化,以便能夠及時的來調整這個葉片。

【延伸閱讀】

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閱讀上文 >> 風能展獨家直播:12MW海上風電機組的概念設計研究結果—風電機組技術
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