一篇關(guān)于測(cè)風(fēng)方案的文章發(fā)布后，很多行業(yè)的朋友發(fā)來(lái)私信、微信詢問(wèn)和交流，感謝大家的支持！測(cè)風(fēng)方案很重要，涉及到選址、選型、維護(hù)，標(biāo)定等過(guò)程，筆者后續(xù)計(jì)劃再為大家講述這些內(nèi)容。
前段時(shí)間一個(gè)用于測(cè)試機(jī)艙是否晃動(dòng)的小實(shí)驗(yàn)視頻很火，筆者看來(lái)實(shí)驗(yàn)有可取之處，但是這種方式并不科學(xué)。葉輪掃掠面風(fēng)況非常復(fù)雜，大葉輪高塔架如果沒(méi)有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y(cè)試過(guò)程，只可能帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。剛好最近我的一位朋友張雙益博士發(fā)來(lái)他關(guān)于非標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)的研究成果，引發(fā)了我來(lái)說(shuō)說(shuō)那個(gè)“一杯水”新聞的興趣。
“一杯水”的新聞里講述的是柔性塔架在各種工況下的穩(wěn)定，的確非常直觀的能夠告訴大家機(jī)組的性能。但是只能代表的是此時(shí)此刻的情形，不能代表自然界捉摸不定的全部風(fēng)況，況且這項(xiàng)目還是在個(gè)復(fù)雜地形。新聞中用這樣的方式去證明柔性塔架不太可?。?br />
?。?）水晃不晃出來(lái)取決于加速度，即位移/時(shí)間，柔塔頻率小，周期時(shí)間長(zhǎng)。如同汽車百米剎車，急剎車和慢剎車水能否灑出肯定不同。
?。?）柔塔頂部的運(yùn)動(dòng)方向是旋轉(zhuǎn)的，而不是直線，如同轉(zhuǎn)紅酒杯。酒晃而不灑。
?。?）對(duì)于急停工況只有0.3m的塔頂位移數(shù)據(jù)有待證實(shí)。
來(lái)看看下面的這個(gè)視頻：
簡(jiǎn)單科普一下：小于葉輪額定轉(zhuǎn)速頻率的叫做柔性塔架（簡(jiǎn)稱軟妹子），它需要通過(guò)（1）葉輪跳轉(zhuǎn)速，避開共振；（2）塔架加阻技術(shù)，抑制擺幅。因此，更適合平坦的場(chǎng)地，簡(jiǎn)單風(fēng)況的場(chǎng)地，否則可能因?yàn)閳?chǎng)地的復(fù)雜導(dǎo)致控制策略的復(fù)雜，容易導(dǎo)致機(jī)組故障的產(chǎn)生，以及為了安全而降功率運(yùn)行。這時(shí)候?qū)嶋H上更適合使用鋼塔架或者鋼混塔架（簡(jiǎn)稱硬漢子），新聞中的項(xiàng)目真應(yīng)該好好核一下風(fēng)況條件，沒(méi)準(zhǔn)真應(yīng)該召喚硬漢子上。
還有一個(gè)就是，軟妹子、硬漢子都是高聳結(jié)構(gòu)，即便機(jī)組安全也不該晃動(dòng)過(guò)大，這樣對(duì)運(yùn)維人員情緒比較不好。
再說(shuō)一個(gè)例子，去年聽說(shuō)某機(jī)組廠家在江蘇沿海安裝了高塔架，我當(dāng)時(shí)大吃一驚，這個(gè)地方從我們?cè)谀沁叴罅康母呖诊L(fēng)觀測(cè)設(shè)備獲取的數(shù)據(jù)來(lái)看，雖然江蘇沿海地勢(shì)平坦，沒(méi)有破壞性的風(fēng)況，但是由于海陸的熱力交換和粗糙度變化，使得風(fēng)切變大且變化劇烈。如果不做好充足的準(zhǔn)備，除了計(jì)算的發(fā)電量高以外，其余全部都是風(fēng)險(xiǎn)。有一天一位朋友給我發(fā)來(lái)這張照片：
機(jī)組安裝過(guò)程產(chǎn)生了晃動(dòng)，很聰明的用圖中辦法解決了問(wèn)題。安裝時(shí)的晃動(dòng)太容易出現(xiàn)事故了，當(dāng)時(shí)真是為他們捏一把汗，值得更多關(guān)注的是，20年運(yùn)行期可能一旦出現(xiàn)問(wèn)題，就得限制功率運(yùn)行了，損失就不小了。
夢(mèng)想的另一面可能是貪婪，貪婪的下一步可能是危險(xiǎn)。我們夢(mèng)想著實(shí)現(xiàn)低風(fēng)速上的突破，各種新技術(shù)的應(yīng)用帶來(lái)了新的發(fā)展，然而這一切都應(yīng)該建立在科學(xué)和客觀的基礎(chǔ)上，否則追求發(fā)電量和投資收益的終極目標(biāo)是很難達(dá)到的。
為了讓夢(mèng)想的小船不是說(shuō)翻就翻，我們其實(shí)做了非常多的測(cè)試工作，今天就拿風(fēng)切變的研究來(lái)說(shuō)說(shuō)，引用了一點(diǎn)張博士的研究素材。
IEC定義的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)：
shear=0
veer=0
TurbuleceIntensity=0
Inflowangle=0
Direction Variataion=0
在現(xiàn)實(shí)情況下，運(yùn)行的風(fēng)電場(chǎng)都為非標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)：葉輪面上存在shear、veer、TI。。。
拿風(fēng)切變來(lái)說(shuō)，它是指風(fēng)速隨著高度增加的變化趨勢(shì)，從統(tǒng)計(jì)意義上來(lái)看符合冪指數(shù)規(guī)律。下圖左邊是沒(méi)有切變的風(fēng)模型，右邊是符合冪指數(shù)率切變的風(fēng)模型。
咱們的機(jī)組載荷設(shè)計(jì)都是基于冪指數(shù)率，然而，這里面就有兩個(gè)主要的問(wèn)題值得關(guān)注：
?。?）載荷設(shè)計(jì)是按照冪指數(shù)規(guī)律來(lái)計(jì)算的，實(shí)際風(fēng)況因?yàn)榈匦蔚孛埠蜔崃ψ兓赡懿惶线@個(gè)規(guī)律，在設(shè)計(jì)過(guò)程中一定要考慮到設(shè)計(jì)余量和環(huán)境適應(yīng)性。
（2）機(jī)組載荷計(jì)算輸入的是時(shí)間間隔10分鐘平均值求取出來(lái)的年值，機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行中瞬態(tài)變化被嚴(yán)重的平滑掉了，為了保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行就需要通過(guò)實(shí)時(shí)控制策略來(lái)解決。
現(xiàn)實(shí)比理論殘酷得多，看看下面幾張截圖，取自于一個(gè)平坦地形激光測(cè)風(fēng)設(shè)備操作界面：
依上圖，十分鐘平均的風(fēng)切變并不是都符合冪指數(shù)規(guī)律；同時(shí)，從左側(cè)的風(fēng)向雷達(dá)圖可以看出，風(fēng)向在不同高度也是不同的，也就是說(shuō)風(fēng)流過(guò)整個(gè)葉片的方向也是不同。風(fēng)切變和風(fēng)向切變?cè)趯?shí)際條件下還是非常復(fù)雜的，它的變幻多端，對(duì)于整個(gè)葉輪掃風(fēng)面的能量分布、吸收風(fēng)能的效率、風(fēng)載荷存在有動(dòng)態(tài)、隨機(jī)的影響。那么我們?cè)谶x擇機(jī)型和設(shè)備的時(shí)候，就得擦亮眼睛，因地制宜，多聽專業(yè)人士的建議了。
大伙兒說(shuō)說(shuō)，這一杯水咋就可能這么神奇呢？從上述來(lái)看，未來(lái)風(fēng)電場(chǎng)的開發(fā)與機(jī)組選型，迫切的需要長(zhǎng)時(shí)間精細(xì)化測(cè)風(fēng)、重視瞬態(tài)的風(fēng)況變化。所以，軟妹子、硬漢子，什么情況該選誰(shuí)，還是先且聽風(fēng)吟吧！
