移动测风技术,乃激光雷达一大优势!

更新时间:2021/3/22      浏览:

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2月22日国务院发文:提升可再生能源利用比例,大力推动风电、光伏发电发展,加快大容量储能技术研发推广,提升电网汇集和外送能力。


国家大力发展风电产业,推动能源体系绿色低碳转型,主要目的是为加快基础设施绿色升级。


精细化测风作为风电开发关键环节,依据其精准的测风数据才能判定风电场的风能状况、风电机组选型、布机方案及年发电量。


为实现风场“无死角”风资源评估,激光雷达作为辅助测风的优势日渐凸显;特别是在我国南方等低温、高湿、冰冻、雷击等高发地区,激光雷达能够持续提供精准测风服务,为复杂山地风电开发提供最直接、客观的风资源评估数据。


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实际上,激光雷达不仅应用于风场勘探、选址、风资源评估、风场设计、风机控制、功率曲线验证、气象观测方面,在军事方面更是出类拔萃。


激光雷达的灵活便携性,就注定了它的不凡。移动观测技术,是它最为显著的优点之一。不少风电项目,受自然条件影响,地形崎岖复杂、气候恶劣多变,加上风电项目开发周期紧张,使用激光雷达就迫在眉睫。


但为保障测风数据的精准可靠,我司通常推荐以激光雷达+机械式测风塔组合同期测风方案,利用激光雷达的可移动性,对风场区各风机点位进行移动式测风,使测风数据更为精准全面,让风资源评估做到全面覆盖。

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经典案例分享:

湖南江永项目,业主反馈实测数据与厂家测算的等效满负荷发电小时数相差约300小时。因现场地形复杂,我司为获取具有代表性的精准测风数据,故在方案中设立了两台激光雷达进行辅助移动式测风。


经过对项目重新梳理和55次反复验证,项目团队重新对风资源进行了精细化评估:


第一、重新获取场区实测地形数据,将其与测风塔和等高线在同一坐标系下进行中尺度评估;
第二,因项目地表为灌木林,故去掉最低层风数据后,重新外推了90米风速;


第三,使用当地空气密度下的功率曲线进行更替,通过三者融合,最终将差距缩小到70小时的可接受范围内。
同时也验证了当地风资源具有风电开发条件,而激光雷达移动测风技术则功不可没。


激光雷达移动观测,为何这般强大?拿我司Molas B300PRO 激光雷达测风分析,因其运行环境相当宽泛,故能适应各种复杂气候、地形条件。

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测风激光雷达工作海拔可在海平面~2000米高,以其观测量程大,精度更准(0.1m/秒)胜出,且测风数据更可靠更有效,是复杂风电项目的一大福音。


测风激光雷达的工作原理是:光纤激光器产生的信号光通过光学天线和扫描机构发射到待测空气中,与其中的气溶胶颗粒作用产生包含其速度信息的后向散射信号。当光学天线接受到后向散射信号,通过和系统内光纤激光器产生的本振光拍频和数字解调,即可处理得到待测目标的风场信息。


同时,测风激光雷达还标配有温湿压传感器,在测量风速数据同时,也记录了测风激光雷达所在地点的地表温度、湿度及大气气压。

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随着传统测风塔高层风探测成本逐步变大,在复杂地形建立测风塔的维护,其成本也在不断增加,而激光雷达测风因其移动灵活、工期短、可靠性高、维修成本低等优势,相信有朝一日也能与测风塔测风并驾齐驱、不分伯仲。


长远来看,若将激光雷达搭载在多种移动式平台上,更能发挥出激光雷达的作用。例如,星载激光雷达能够进行全球范围内重要大气参数的主动遥感。


米散射气溶胶激光雷达、二氧化碳差分吸收激光雷达、多普勒测风激光雷达等将在不久的未来应用于全球卫星遥感观测。

 

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