特征風(fēng)機(jī)穩(wěn)定測風(fēng)技術(shù)

　　1、現(xiàn)有實(shí)時測風(fēng)技術(shù)

　　為了保證功率預(yù)測精度，獲取高質(zhì)量的現(xiàn)場實(shí)測氣象數(shù)據(jù)至關(guān)重要，這也是風(fēng)電場運(yùn)行中資源評估和發(fā)電能力評估的重要數(shù)據(jù)支撐。目前風(fēng)電場氣象實(shí)時測量方式普遍采用在風(fēng)電場主風(fēng)向5公里范圍內(nèi)選址建設(shè)測風(fēng)塔的方式，隨著風(fēng)電場建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，風(fēng)機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展以及測風(fēng)塔自身的技術(shù)缺陷，通過傳統(tǒng)測風(fēng)塔獲得風(fēng)電場實(shí)時氣象數(shù)據(jù)的方式已經(jīng)無法滿足風(fēng)電場對功率預(yù)測、資源評估和發(fā)電能力評估的要求。

　　傳統(tǒng)測風(fēng)塔獲得風(fēng)電場實(shí)時氣象數(shù)據(jù)的方式主要存在以下不足：

　　無法全面、準(zhǔn)確描述風(fēng)電場的實(shí)際風(fēng)資源狀況。

　　隨著我國風(fēng)電事業(yè)的不斷發(fā)展，低風(fēng)速風(fēng)機(jī)技術(shù)的日臻成熟，風(fēng)電場的建設(shè)區(qū)域已經(jīng)從傳統(tǒng)的三北區(qū)域擴(kuò)展至地形、地貌更為復(fù)雜的華中、華南、華東區(qū)域，導(dǎo)致傳統(tǒng)棋盤型、一字型風(fēng)機(jī)排布已經(jīng)不能適應(yīng)風(fēng)電場建設(shè)區(qū)域的地理環(huán)境，風(fēng)電場風(fēng)機(jī)的排布更為復(fù)雜，單點(diǎn)建設(shè)測風(fēng)塔的方式已經(jīng)無法全面、準(zhǔn)確反映風(fēng)電場的實(shí)際風(fēng)資源情況。

　　無法應(yīng)對覆冰、強(qiáng)臺風(fēng)等復(fù)雜天氣的影響。

　　近年來氣候變化異常，極端天氣頻發(fā)，包括覆冰、強(qiáng)臺風(fēng)等復(fù)雜天氣都對測風(fēng)塔的塔體安全構(gòu)成威脅，因覆冰原因?qū)е聹y風(fēng)塔傾斜甚至倒塌的現(xiàn)象時有發(fā)生。

　　無法滿足風(fēng)機(jī)技術(shù)發(fā)展的要求。

　　2014年1月28日，世界上第一臺8.0MW風(fēng)電機(jī)組—維斯塔斯V164-8.0風(fēng)電機(jī)組正式投入測試使用，其塔體高度達(dá)140m，最高點(diǎn)為220m。目前風(fēng)電場建設(shè)的測風(fēng)塔高度普遍為70m-100m，顯然已無法滿足大容量風(fēng)機(jī)的測風(fēng)要求。

　　數(shù)據(jù)傳輸問題。

　　目前測風(fēng)塔數(shù)據(jù)傳輸普遍采用無線電臺傳輸和光纖傳輸兩種方式。光纖傳輸方式，雖然數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，但涉及征地和鋪設(shè)問題，造成施工成本高，周期長。而無線電臺傳輸方式由于受到地表阻礙物和天氣變化的影響，會出現(xiàn)傳輸信號差，數(shù)據(jù)傳輸中斷的現(xiàn)象。

　　數(shù)據(jù)采集器供電問題。

　　測風(fēng)塔數(shù)據(jù)采集器供電普遍采用太陽能電池板供電方式，對于華中、華東、華南、華北等易出現(xiàn)長時間陰雨、霧霾等現(xiàn)象的區(qū)域很難保證對數(shù)據(jù)采集器的持續(xù)供電，進(jìn)而導(dǎo)致實(shí)時氣象數(shù)據(jù)上報不完整。

　　建設(shè)、維護(hù)成本高，安全性差。

　　測風(fēng)塔在建設(shè)期間涉及到征地、光纖鋪設(shè)等問題，不但建設(shè)成本高，而且施工周期長。同時測風(fēng)設(shè)備的安裝、更換，測風(fēng)塔塔體拉線的更換等都采用人工爬塔、高空作業(yè)方式完成，存在安全隱患。

　　2、特征風(fēng)機(jī)穩(wěn)定測風(fēng)技術(shù)

　　公司長期致力于新能源功率預(yù)測相關(guān)技術(shù)的研究與開發(fā)。為了解決傳統(tǒng)測風(fēng)塔在風(fēng)電場實(shí)時測風(fēng)過程中遇到的諸多問題，“東潤環(huán)能-中科院大氣物理研究所 新能源資源評價與數(shù)值天氣預(yù)報研究中心”成立了專業(yè)課題組，經(jīng)過長期的理論研究和實(shí)驗(yàn)論證，提出了“特征風(fēng)機(jī)穩(wěn)定測風(fēng)技術(shù)”以替代傳統(tǒng)測風(fēng)塔完成對風(fēng)電場實(shí)時氣象數(shù)據(jù)的測量。

　　特征風(fēng)機(jī)穩(wěn)定測風(fēng)技術(shù)，以氣象學(xué)和工程學(xué)原理為理論依據(jù)，通過接入風(fēng)機(jī)機(jī)頭風(fēng)速儀、風(fēng)向儀等的實(shí)時氣象數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)值計(jì)算和統(tǒng)計(jì)方法，從而得到全場范圍內(nèi)以及場內(nèi)任意位置處各層高的實(shí)時氣象數(shù)據(jù)，和傳統(tǒng)測風(fēng)塔測風(fēng)項(xiàng)目比，本技術(shù)具備以下優(yōu)勢：

　　準(zhǔn)確描述全場的風(fēng)資源情況。

　　特征風(fēng)機(jī)穩(wěn)定測風(fēng)技術(shù)通過選擇風(fēng)電場外圍風(fēng)機(jī)和內(nèi)部特征點(diǎn)風(fēng)機(jī)作為特征風(fēng)機(jī)完成多點(diǎn)實(shí)際測風(fēng)數(shù)據(jù)采集，之后以氣象學(xué)和工程學(xué)原理為依據(jù)，采用計(jì)算流體力學(xué)方法剔除風(fēng)機(jī)尾流影響，并結(jié)合空間統(tǒng)計(jì)方法完成對全場風(fēng)資源情況的計(jì)算，不但能夠獲得主風(fēng)向、次主風(fēng)向的數(shù)據(jù)，對于地形復(fù)雜，局部風(fēng)向多變的情況也能輕松應(yīng)對。進(jìn)而滿足風(fēng)電功率預(yù)測、風(fēng)電場資源后評估、發(fā)電能力評估的數(shù)據(jù)要求。

　　建設(shè)、維護(hù)成本低，安全性高。

　　特征風(fēng)機(jī)穩(wěn)定測風(fēng)技術(shù)的實(shí)時測風(fēng)系統(tǒng)與風(fēng)機(jī)建設(shè)同步，避免了重復(fù)建設(shè)及傳統(tǒng)測風(fēng)塔塔體周期性維護(hù)，降低了風(fēng)電場業(yè)主的建設(shè)和維護(hù)成本。同時規(guī)避了傳統(tǒng)測風(fēng)塔野外高空作業(yè)所帶來的安全問題。

　　系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。

　　特征風(fēng)機(jī)穩(wěn)定測風(fēng)技術(shù)的實(shí)時測風(fēng)系統(tǒng)利用風(fēng)機(jī)現(xiàn)有光纖完成數(shù)據(jù)傳輸，傳輸穩(wěn)定且不增加額外成本。數(shù)據(jù)采集裝置采用穩(wěn)定交流電源供電，因云雨雪天氣帶來的供電不足問題迎刃而解。

　　與風(fēng)機(jī)同步發(fā)展。

　　由于特征風(fēng)機(jī)穩(wěn)定測風(fēng)技術(shù)的實(shí)時測風(fēng)系統(tǒng)安裝在風(fēng)機(jī)機(jī)頭部位，因此無論風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)或高度發(fā)生變化，都不會對實(shí)時測風(fēng)系統(tǒng)造成影響。