重新定義風電度電成本，你要看看激光雷達技術！

2017-07-13 17:01:04 大云網(wǎng)　點擊量：評論 (0)

也許你已看到，激光雷達正在汽車行業(yè)開拓未來，而在風電行業(yè)，測風激光雷達正在引領風機技術的發(fā)展方向。　　風機處在難以捉摸的風況中，所承受的負載也充滿了隨機性，這給風機的載荷設計帶來了很大的不確定性，

也許你已看到，激光雷達正在汽車行業(yè)開拓未來，而在風電行業(yè)，測風激光雷達正在引領風機技術的發(fā)展方向。

　　風機處在難以捉摸的風況中，所承受的負載也充滿了隨機性，這給風機的載荷設計帶來了很大的不確定性，工程師們往往采用“過設計”的方法來補償風的不確定度，這也是風電價格居高不下的一大原因。而激光雷達測風設備，恰恰將這隨機性轉化為確定性，實時掌握這些確定的風況信息，就能顛覆傳統(tǒng)的設計思路，突破傳統(tǒng)桎梏，重新定義風機的度電成本。

　　目前業(yè)界普遍認為，機載測風雷達是最具有應用前景的未來發(fā)展方向，將激光雷達安裝在機艙頂部或者輪轂中心，可以使得雷達測得的風速始終是主風向來流，對于風機所承受的風況信息更有代表性。

　　那么，雷達如何降低風機的度電成本？掌握了風況信息又有什么用？其實，風機的成本取決于風機所能承受的載荷大小，而且同樣的風況，不同控制策略可使載荷可大可小，發(fā)電性能也是可高可低。換言之，風機的性能和載荷很大一部分是由風機的控制系統(tǒng)決定的，所以控制系統(tǒng)的好壞很大程度上就決定了風機的度電成本的高低。

　　控制系統(tǒng)要做到載荷和發(fā)電性能的最優(yōu)平衡，就要準確地知曉風況。而傳統(tǒng)風機上一般只標配風速儀和風向標作為測風設備，由于風輪旋轉造成的旋流和擾流影響，風速儀測得的風速受到強烈的干擾，無法作為風況信息的準確參考，風向標的測量值也同樣是飄忽不定的。還有就是當風機遇到極限草帽風，而傳統(tǒng)控制系統(tǒng)又無能為力時的那種無奈感，哪怕是提前1秒變槳都能大幅度降低載荷。這些痛點，相信業(yè)內(nèi)的工程師們肯定深有體會。如果采用機載激光雷達，通過激光焦距調(diào)整不但能夠精確測風，還能讓控制系統(tǒng)提前幾秒預知風況信息，就從本質上解決了原有控制策略的缺陷，以降低風機的載荷來降低風機的度電成本。

　　研究表明，通過激光雷達反饋信息配合智能控制策略，可以大幅降低風機疲勞載荷5%-10%以上，如圖所示，不同部件有不同的降載效果。同時對于極限載荷，激光雷達更有立竿見影的效果，在能保證雷達可靠性的前提下，可達到10%-20%的極限載荷降低。如圖所示案例，在極限草帽風下，雷達輔助控制使得風機提前2-3秒變槳，保證風機穩(wěn)穩(wěn)當當?shù)乇苓^極限陣風，在保證載荷的情況下也保證了發(fā)電量。

　　其實不僅僅是載荷，反饋信息配合智能控制算法還可以優(yōu)化風機的動態(tài)風能捕獲響應和偏航規(guī)劃，還可能提升發(fā)電量1%左右，更不要提修正偏航誤差挽回的可能高達5%的發(fā)電量損失了。綜上，雷達輔助控制可以大幅降低風機成本5%-10%。