客服热线:18690507177

北极星风力发电网激光雷达,测风“神器”!

2020-12-25 17:11:15浏览:3584 来源:北极星风力发电网   
核心摘要:激光雷达正在改变风能行业的测风习惯。

引 言
风机是二手吊车的轮毂高度、叶轮直径、额定功率
(五)激光雷达,可以克服测风塔建造和安装是二手吊车的问题。陆上测风塔是二手吊车的建设需要占用一定范围的土地,有时征地问题较难解决,并且存在一定的安全隐患,尤其是在平原等人口稠密的地区。海上测风塔的建造成本高昂,使用激光雷达可以显著降低成本,同时规避海上恶劣环境下施工和运维的安全风险。
海上风机价格降到5000元/kW,可以实现平价!
[3]  K. Rohrig et al., “Powering the 21stcentury by wind energy—Options, facts, figures,” Appl. Phys. Rev., vol.6, no. 3, p. 31303, Aug. 2019, doi: 10.1063/1.5089877.
常规的项目评估,通常采用测风塔进行风资源测量,然后利用风资源评估的商业软件推算风电场各个机位的发电量,但是该方法具有较大的误差。面对不同区域风资源差异这一问题,利用激光雷达对关键区域进行补充测量,可以显著降低项目的投资风险,优化风机排布方案,提高项目收益率。
激光雷达作为一种近年来兴起的、新颖的测风手段,在风能领域有广泛应用,具有下列主要优点:
在过去十多年中,随着风能行业的不断发展和激光雷达的技术进步,激光雷达在风能领域得到了行业专家的普遍认可,广泛应用于风速测量的各种场景,在陆地和海上都有大量的应用案例。
作为全球市场占有率最高的激光雷达,法国LEOSPHERE研发的WindCube?激光雷达产品,能够提供准确、可靠的数据和技术支撑,满足行业对于风速测量的需求。在很大程度上,WindCube的产品推广和技术创新,极大推动了激光雷达的发展和应用,使得激光雷达从传统的气象和环保领域走入风能行业,将风速测量和风资源评估推向更高的高度和更广的维度。当前,激光雷达正在改变我们风能行业的测风习惯,并不断创造更多的附加价值。

在过去十多年中,随着风能行业的不断发展和激光雷达的技术进步,激光雷达在风能领域得到了行业专家的普遍认可,广泛应用于风速测量的各种场景,在陆地和海上的风电项目都有大量的应用案例。在过去,风电行业主要依赖传统的测风塔进行风速测量和风资源的评估,现在激光雷达不仅被行业普遍接受,而且已经成为必不可少的测风技术和手段。
2.3 扫描式激光雷达
电话:010-58274100
激光雷达在风能各个阶段的作用
2600元/kW!风机价格创历史新低!
控制式激光雷达,是激光雷达在风能领域的最新的前沿应用,主要通过实时测量风机前方200米内的风况,预测未来几秒后风机处的风况,进而优化风机控制策略,来达到降低风机载荷的目的。
抢装潮!央视聚焦风电叶片、整机制造和吊车生产
激光雷达在风电全生命周期各个阶段的应用
[1]  国家能源局, “2019年风电并网运行情况,” 
邮箱:zliang@leosphere.com
激光雷达简介
http://www.nea.gov.cn/2020-02/28/c_138827910.htm, 2020.
关键词:
对风机功率曲线进行测量的照片
扫描式激光雷达,一般安装在地面上,对空间风场进行测量,可以设置多种模式的测量模式:固定高度角PPI模式、固定方位角RHI模式、风廓线测量模式DBS模式、单光束测量模式LOS模式。该仪器的使用较为灵活,功能非常强大,用户可以自行设置多种测量模式,或将已有模式按照测量目的进行组合,实现较为复杂的测量效果。扫描式激光雷达可以扫描一个平面上的风速分布,这种独特、灵活的测量方式,常常可以克服了其他测风手段的不足,带来意想不到和高附加值的测量结果。
不确定性的分析(节选并翻译成中文)[4]
(三)激光雷达可以测量更多的风数据,更好地评估和优化风机性能。激光雷达,可测量更多高度层、更多类型的风参数数据,对于风机功率曲线的测量是非常有价值的数据,可以绘制更为精确的功率曲线,来评估和优化风机性能。同时,激光雷达的1Hz秒级数据,会提供风速场更高时间分辨率的信息,对于研究风资源特性、风机载荷、风机性能都是必要的输入数据。
WindCube系列激光雷达,可以分为以下四个产品线:垂直式激光雷达、机舱式激光雷达、扫描式激光雷达、控制式激光雷达,四种产品的基本参数如下表所示。
2.2 机舱式激光雷达
在过去,风电行业主要依赖传统的测风塔进行风速测量和风资源的评估,现在激光雷达不仅被行业普遍接受,而且已经成为必不可少的测风技术和手段。
激光雷达在风电项目的全生命周期的各个阶段,都有非常有价值的应用,其典型的应用场景总结如下表。
激光雷达、风能、风资源评估、功率曲线
推荐
以前,风机轮毂的高度通常在80米左右,而现在的轮毂高度已经超过120米,尤其是在平原地区等风切变较大的区域。建造如此高的测风塔,其成本已经非常高昂,后期的维护工作量更是非常大,而且更容易产生危险因素。面对高轮毂高度的测风需求,激光雷达可以高效、完美地解决这一问题。
扫描激光雷达在海上风电场的照片(左图)与结果图(右图)
2004年成立于法国的维萨拉子公司LEOSPHERE,主要专注于研发生产利用激光雷达进行大气层远程观测(光探测与测距)的企业。公司在全球部署了超过1800台激光雷达,能提供同样的可靠性、准确性、安全性、为客户降低运营成本并致力于从风中获益。LEOSPHERE能够供应易于操作的整套遥感仪器,可广泛应用于风能、气象气候、航空气象、以及空气质量应急预案市场,从而提供风廓线、风切变、湍流、云层和边界层高度以及气溶胶等实时、关键气象测量数据和大气测量数据。为了更好的服务中国客户,于2019年设立上海工厂,从事设备的本土化生产和售后服务。
法国LEOSPHERE
(一)激光雷达可以准确测量整个叶轮高度的风速。
摘要:
结 论
ECOFYS对激光雷达和测风塔
来源:LEOSPHERE
[4]  ECOFYS, “Improved Bankability - The Ecofysposition on LiDAR use,” ECOFYS, pp. 1–8, 2013.
2.4 控制式激光雷达
国家能源局发布《2020年风电项目建设方案》
作为全球市场占有率最高的激光雷达,法国LEOSPHERE研发的WindCube?激光雷达产品,能够提供准确、可靠的数据和技术支撑,满足行业对于风速测量的需求。在很大程度上,WindCube的产品推广和技术创新,极大推动了激光雷达的发展和应用,使得激光雷达从传统的气象和环保领域走入风能行业,将风速测量和风资源评估推向更高的高度和更广的维度。当前,激光雷达正在改变我们风能行业的测风习惯,并不断创造更多的附加价值。

随着中国风能产业的持续高速发展,中国已投产风电场已经位居世界第一位,截止2019年底,中国风电总装机容量已经到达210.05GW[1],位于世界第一位,远远超过第二位美国105.6GW的装机容量[2]。风能已经成为中国的第三大能源来源,对中国的能源安全、绿色发展意义重大。
风电新闻

(二)激光雷达可显著降低风资源评估的误差。
2020年最新推出的WindCube Nacelle机舱式激光雷达,具有长达700米的测量距离,是现在市场上唯一能达到如此长距离,并满足任何现有和未来风力风机的功率曲线测试要求的激光雷达,尤其适用于海上大机组的功率曲线测试。
参考文献:
扫描式激光雷达常规的应用方向,是用于风机的尾流测量、风资源测量、风机功率曲线。下图4是扫描雷达安装在海上风电场,测量整场风机尾流。右图的结果图清晰地呈现每台风机地尾流分布,有利于研究风机尾流对于电量的衰减,从而提高风机排布方案,提高项目的收益水平。
 WindCube安装在野外时的照片
(四)激光雷达,可以增加项目融资机会。使用激光雷达,可以获得更多更为信赖的数据,针对前期遗留的风资源问题进行针对性测量,同时可以节约设备部署时间和资金,提高投资者信心,提高项目的融资机会。
垂直式激光雷达,可测量垂直上空290米高度内的风速风向。WindCube垂直式激光雷达,在全球市场同类产品的占有率第一,可准确获取风速风向数据,同时测量12个高度层。更准确、可靠的风数据,可以确保项目成功融资、降低投资成本和不确定性。
都在不断地快速提升和增加[3]
同时,现在平原地区的项目大多风切变较大,测风塔的测量高度通常远低于风机最终采用的轮毂高度,如果仅采用测风塔推算更高高度的风速,会进入较大评估误差。激光雷达可以测量高度300米内的风速和风参数,降低测风塔在风速垂直外推方面的风险,确定合理的风机轮毂高度,优化项目方案。
国际可再生能源服务与创新公司Ecofys认为,风资源评估主要存在四种误差:系统误差、垂直外推误差、水平外推误差、多年外推误差。其项目评估结果表明:1、仅使用测风塔进行风资源评估时,整体误差为14%;2、使用激光雷达进行多点位切换测量时,该方法会降低水平外推和垂直外推的误差,使得整体误差降至8%。
机舱式激光雷达,通常安装在风机机舱上,至少测量风机前方2.5D距离处的风速,有效量程通常要到达400米以上。机舱式激光雷达现在已经成为一种不可或缺的、高效的风机性能诊断工具,可用于风机评估、性能优化、故障原因研究。
机舱式激光雷达的安装在风机机舱上
[2]  美国风能协会AWEA, 2019年美国风力发电年度报告. 2020.
2.1 垂直式激光雷达

 WindCube系列激光雷达的基本参数表
控制式激光雷达的仪器配置与测量数据分布

吊车圈    吊车群

吊车圈                       扫码加入千人吊车群


(责任编辑:中国吊车网)
下一篇:

威海风电场一、二期风机变桨油缸密封圈更换招标

上一篇:

海上风电观察创多项纪录!岱山4号海上风电项目54台风机全部安装完成

  • 信息二维码

    手机看新闻

  • 分享到
打赏
免责声明
• 
本文仅代表作者个人观点,本站未对其内容进行核实,请读者仅做参考,如若文中涉及有违公德、触犯法律的内容,一经发现,立即删除,作者需自行承担相应责任。涉及到版权或其他问题,请及时联系我们