对风电产业而言,风资源评估是最基本的参数输入,其意义对风电开发至关重要。
因激光雷达观测的飞速发展,风资源技术已从过去的单一测量手段过渡到组合测量方式的全面覆盖,实行精准组合测风,东荣盛世已做到了专业及精细化。
激光雷达作为一种全新的可移动测风设备,它不同于传统测风塔,因其独有的遥测功能,给风力发电带来了前所未有的巨变。
测风激光雷达是以激光器为光源向大气发射激光脉冲,接收大气(气溶胶粒子和大气分子)的后向散射信号,通过分析发射激光的径向多普勒频移来反演风速,从探测方式上可分为相干探测激光雷达和非相干探测(直接探测)激光雷达。
东荣盛世负责人赵宏亮赵总表示,我司不仅提供激光雷达,同时还根据数值模拟提供激光雷达在复杂地形的矫正算法,及组合式风况观测方案,包括辅助测风和通讯设备。在此基础上,我司还可以进一步为客户提供风资源评估、风机选型、风电场微观选址、风电场设计等一系列优化服务。
激光雷达测风的优点如下:
(一)降低风电人员伤亡率
由于激光雷达维护比较容易,且故障率较低,尤其是一些冻雨较多地区,优势更明显。测风塔需要定期维护,而维护就需要工作人员爬塔,但激光雷达仅需在地面就能完成对应的维护,也相应地降低了工作人员的伤亡率。
(二)降低成本、提高效能
激光雷达测风技术,能提前预知风机前方的风部,给风机控制加入前馈控制,提前变桨、变速,降低因风速变化对风机产生的疲劳载荷和避开极限载荷,可降低风机成本、提升发电量。
像南方冻雨、倒塔区,可通过新机型来加装激光雷达,以降低风机的载荷,用激光雷达来替代测风塔,可降本增效,这也是未来风电降本增效的一个方向。
(三)可移动、便携性
激光雷达因其体积小、可移动、便携,移动观测是它最为显著的优势之一。
传统测风塔监测数据不够精确、测风点代表性不足,同一区域风向、风速会实时变化,尾流评估不准确,测风数据有效率低等,导致风资源评估的不确定性,但激光雷达却能规避以上问题。
激光雷达利用自身的可移动性,对风场区各风机点位进行移动式测风,使测风数据更可靠全面,能有效识别出坡顶“气流分离”的特殊风况,可有效规避在风险区域进行布机,部分风机点位相较于传统方案,发电量会有大幅提升。
激光雷达移动式测风技术,可精准把握风资源,实现高收益、低电价,是促进风电行业的一大法器。
激光雷达测风和其他测风技术的对比:
具体案例数据:
在张家口市张北县国家风光储输试验场,采用激光雷达测风系统与测风塔测风设备同步观测试验数据,计算了各种统计量,对风速、风向、标准偏差和湍流强度进行了对比分析。
结果表明:
激光雷达测量数据有效率在140m以下达到97%以上,测量结果基本不受降水影响;激光雷达与测风塔测得的风速、风向相关系数均达到了0.99以上,100m高度风速偏差为-0.197m/s,相对偏差为-2.3%,平均风向偏差为-6.2°,平均湍流强度偏差0.0093,与其他文献对比结果分析一致,完全能满足风能资源评估的要求。
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