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        測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)在智慧風(fēng)電場(chǎng)的應(yīng)用進(jìn)展

        2024-09-24 00:00:00樊振興張?jiān)骑w程更建楊宏偉
        物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 2024年5期
        關(guān)鍵詞:激光雷達(dá)風(fēng)電場(chǎng)智能化

        摘 要:測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)作為一種遠(yuǎn)距離、高精度、抗干擾性強(qiáng)、便于安裝部署的實(shí)時(shí)測(cè)風(fēng)設(shè)備,逐漸被廣泛深入地應(yīng)用于風(fēng)電設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)、改造優(yōu)化等各個(gè)階段?;诖?,簡(jiǎn)單介紹了測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)的探測(cè)原理和主要分類,重點(diǎn)講述了測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)在風(fēng)能資源評(píng)估、偏航控制、功率曲線測(cè)試、尾流探測(cè)等重要場(chǎng)景的應(yīng)用情況,最后結(jié)合風(fēng)電行業(yè)的未來(lái)前景,討論了應(yīng)用于風(fēng)電場(chǎng)的測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。

        關(guān)鍵詞:激光雷達(dá);智能化;風(fēng)電場(chǎng);偏航控制;功率曲線;尾流探測(cè)

        中圖分類號(hào):TP39;TN958.98 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):2095-1302(2024)05-0-05

        0 引 言

        在我國(guó),風(fēng)電是第三大能量來(lái)源,并網(wǎng)裝機(jī)容量持續(xù)13年領(lǐng)跑全球。作為風(fēng)電的驅(qū)動(dòng)源,風(fēng)具有不受控制、存在垂直分層、易隨時(shí)空變化等典型特點(diǎn),已成為風(fēng)能開發(fā)利用中的主要不確定因素。風(fēng)場(chǎng)測(cè)量的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性會(huì)影響風(fēng)電場(chǎng)的選址設(shè)計(jì)和建設(shè)成本,是決定風(fēng)電機(jī)組發(fā)電效能的關(guān)鍵因素,同時(shí)還會(huì)威脅到風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行安全和使用壽命。因此,測(cè)風(fēng)是貫穿風(fēng)電設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)、改造階段的一項(xiàng)必不可少的程序。

        目前風(fēng)電場(chǎng)常用的測(cè)風(fēng)技術(shù)包括機(jī)械式或超聲風(fēng)速計(jì)、測(cè)風(fēng)塔、聲雷達(dá)、風(fēng)廓線雷達(dá)和測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)。風(fēng)速計(jì)安裝于風(fēng)機(jī)機(jī)艙后部,具有成本低、實(shí)時(shí)性好、便于安裝等特點(diǎn),但僅能滯后地捕捉已經(jīng)作用于風(fēng)機(jī)葉片的來(lái)流,其準(zhǔn)確性也易受到風(fēng)機(jī)尾流的影響,單獨(dú)使用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足現(xiàn)代風(fēng)電場(chǎng)對(duì)測(cè)風(fēng)技術(shù)的要求。測(cè)風(fēng)塔能夠高精度實(shí)時(shí)獲取不同高度處的風(fēng)矢量信息,是風(fēng)電行業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)的測(cè)風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備,但其安裝、維護(hù)和拆除成本較高,占地面積較大,審批手續(xù)復(fù)雜,近些年更是頻頻出現(xiàn)測(cè)風(fēng)塔倒塌損壞風(fēng)機(jī)的事故,在日益增多的復(fù)雜地形(山地、海洋等)風(fēng)電場(chǎng)中的適用性較低。聲雷達(dá)(SODAR)利用聲波的多普勒頻移實(shí)現(xiàn)大氣風(fēng)場(chǎng)測(cè)量,具有較高的時(shí)空分辨率,但SODAR信號(hào)靈敏度嚴(yán)重受限于空氣濕度,且體積龐大,難以在復(fù)雜地形環(huán)境進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)。風(fēng)廓線雷達(dá)(Radar Wind Profiler, RWP)利用霧、雨、雪對(duì)微波的散射來(lái)探測(cè)大氣風(fēng)場(chǎng),具有最大的探測(cè)范圍,實(shí)時(shí)性較好,是一種較為成熟的地基遙感設(shè)備,但其測(cè)量精度和空間分辨率不高,晴天天氣信噪比有限,安裝占地面積較大,售價(jià)則高達(dá)數(shù)百萬(wàn)元,這些因素導(dǎo)致RWP目前主要用于雨雪天氣風(fēng)場(chǎng)和湍流的觀測(cè)研究,很少應(yīng)用于風(fēng)電相關(guān)的風(fēng)場(chǎng)測(cè)量。測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)(Doppler Wind Lidar, DWL)經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的技術(shù)更新,具有高精度、高時(shí)空分辨率、非接觸式遠(yuǎn)距離測(cè)量等突出特點(diǎn),常規(guī)重量不超過(guò)50 kg,占地面積極小,容易安裝、移動(dòng)和拆除,近些年逐漸在風(fēng)電行業(yè)被廣泛部署應(yīng)用。

        經(jīng)過(guò)進(jìn)一步調(diào)研發(fā)現(xiàn),雖然測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)在風(fēng)電行業(yè)的應(yīng)用僅有20年的時(shí)間,但已經(jīng)取得了大量研究成果,尤其是近些年,相關(guān)研究數(shù)量呈直線上升趨勢(shì),觀測(cè)試驗(yàn)覆蓋了風(fēng)電項(xiàng)目的全生命周期,如圖1所示。2012年,國(guó)際電工委員會(huì)(International Electrotcchnical Commission, IEC)出臺(tái)有關(guān)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定了地基式測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)可在風(fēng)速計(jì)的輔助下進(jìn)行風(fēng)機(jī)的功率曲線測(cè)試。2017年,IEC發(fā)布該標(biāo)準(zhǔn)的更新版,引入了風(fēng)輪等效風(fēng)速的概念,正式接納測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)作為風(fēng)場(chǎng)測(cè)量設(shè)備為風(fēng)電場(chǎng)實(shí)施風(fēng)能資源評(píng)估和功率曲線測(cè)試,并為其提供具有指導(dǎo)意義的技術(shù)基礎(chǔ)。2022年,IEC 61400-50-3標(biāo)準(zhǔn)中給出了使用機(jī)艙式測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)進(jìn)行風(fēng)場(chǎng)測(cè)量的程序和方法,以確保得到一致、通用的測(cè)量數(shù)據(jù)及報(bào)告。這些觀測(cè)研究的開展及標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)大大促進(jìn)了測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)在風(fēng)電行業(yè)的應(yīng)用。目前,丹麥、德國(guó)等多個(gè)國(guó)家已將其用于風(fēng)電場(chǎng)的業(yè)務(wù)化測(cè)量。

        測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)作為一種體制新穎、功能實(shí)用的測(cè)風(fēng)設(shè)備,在風(fēng)電行業(yè)中應(yīng)用得已經(jīng)較為普及。本文主要總結(jié)國(guó)內(nèi)外測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)在風(fēng)能資源評(píng)估、功率曲線測(cè)試、偏航控制、尾流探測(cè)等風(fēng)電行業(yè)主要場(chǎng)景中的應(yīng)用進(jìn)展。

        1 測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)介紹

        1.1 基本原理

        測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)的基本工作原理是激光的多普勒效應(yīng),如圖2(a)所示。測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)發(fā)射一定波長(zhǎng)的激光,光子與運(yùn)動(dòng)的氣溶膠和大氣分子發(fā)生相互作用,散射光的波長(zhǎng)產(chǎn)生一定的頻移,通過(guò)檢測(cè)散射信號(hào)光的多普勒頻移,即可反演得到不同距離處的視向風(fēng)速。

        1.2 測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)分類

        目前,應(yīng)用于風(fēng)電行業(yè)的測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)有許多種類,如圖2(b)所示。按照技術(shù)體制,測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)可分為直探型和相干型,前者直接進(jìn)行激光頻移信號(hào)的能量探測(cè),后者利用外差探測(cè)器得到包含多普勒頻率的時(shí)間相干拍頻信號(hào),理論上信噪比可達(dá)到量子噪聲極限,直探型和相干型測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)均有很高的技術(shù)成熟度。按照激光源類型,測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)可分為連續(xù)型和脈沖型,兩者的主要區(qū)別在于激光功率輸出在時(shí)間上是否連續(xù)。按照使用平臺(tái),常用的DWL包括地基式、機(jī)艙式、漂浮式,它們分別安裝于近地面、機(jī)艙和海上漂浮平臺(tái),如圖2(c)所示,進(jìn)行風(fēng)機(jī)附近區(qū)域的風(fēng)場(chǎng)測(cè)量。

        2 測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)在風(fēng)電行業(yè)的典型應(yīng)用

        調(diào)研結(jié)果顯示,測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)在風(fēng)電項(xiàng)目中的應(yīng)用場(chǎng)景包括開發(fā)階段的風(fēng)能資源評(píng)估、風(fēng)機(jī)選型,運(yùn)營(yíng)階段的偏航控制、功率曲線測(cè)試、尾流探測(cè),改造優(yōu)化階段的風(fēng)能資源評(píng)估、風(fēng)機(jī)選型、功率曲線校正、場(chǎng)群控制等。測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)的應(yīng)用場(chǎng)景覆蓋了風(fēng)電項(xiàng)目的全生命周期。此外,部分研究還討論了測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)用于陣風(fēng)預(yù)警、風(fēng)功率預(yù)測(cè)、載荷研究等場(chǎng)景的可能性。下面詳述測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)的幾個(gè)主要應(yīng)用場(chǎng)景。

        2.1 風(fēng)能資源評(píng)估

        風(fēng)電項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益在很大程度上取決于風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)能資源,風(fēng)能資源評(píng)估作為風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)的前期工程,與風(fēng)電場(chǎng)的選址建設(shè)和發(fā)電量預(yù)估有直接關(guān)聯(lián)。根據(jù)Betz理論,風(fēng)機(jī)理論發(fā)電功率與風(fēng)速的立方成正比[1],而大氣風(fēng)場(chǎng)隨時(shí)間、空間、高度呈現(xiàn)明顯的變化。因此,在項(xiàng)目開發(fā)和優(yōu)化改造階段,需要對(duì)潛在風(fēng)電場(chǎng)址的區(qū)域風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行足夠時(shí)間的測(cè)量,以評(píng)估分析當(dāng)?shù)仫L(fēng)能資源潛力及質(zhì)量。

        2005—2006年,在歐盟DOWNVInD項(xiàng)目的支持下[2],利用地基式測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)在蘇格蘭陸地和海邊風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行了為期8個(gè)月的風(fēng)場(chǎng)測(cè)量試驗(yàn),并將測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)的水平風(fēng)速、風(fēng)向測(cè)量結(jié)果同測(cè)風(fēng)塔的結(jié)果進(jìn)行了完整比對(duì)(如圖3所示),兩者呈現(xiàn)了極好的一致性,相關(guān)性達(dá)0.93~0.99,R2達(dá)0.96~1.0,驗(yàn)證了測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)的測(cè)風(fēng)能力及其用于風(fēng)能資源評(píng)估的適宜性。

        隨著風(fēng)機(jī)扇葉直徑和風(fēng)機(jī)整體高度的不斷增加,風(fēng)電場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)儀器—測(cè)風(fēng)塔在垂直方向逐漸難以覆蓋整個(gè)風(fēng)機(jī)扇區(qū)范圍[3],風(fēng)電設(shè)計(jì)院和風(fēng)電場(chǎng)投資者開始嘗試實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離測(cè)量的遙感測(cè)風(fēng)設(shè)備,測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)以其突出特點(diǎn)逐漸被用于風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能密度、年有效小時(shí)數(shù)、湍流強(qiáng)度、風(fēng)向統(tǒng)計(jì)特性等方面的測(cè)量[4-7],在實(shí)現(xiàn)風(fēng)能參數(shù)準(zhǔn)確評(píng)估分析的同時(shí),以其易安裝部署的優(yōu)點(diǎn)縮短了風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)和優(yōu)化改造周期,成為風(fēng)能資源評(píng)估的重要選擇。2017年,測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)被寫入風(fēng)能資源評(píng)估的IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。采用地基式相干型測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)對(duì)美國(guó)某擬建風(fēng)電場(chǎng)的2個(gè)月風(fēng)能資源進(jìn)行評(píng)估的結(jié)果如圖4所示。

        目前,隨著中國(guó)風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)逐漸向深遠(yuǎn)海、山地復(fù)雜地形發(fā)展,漂浮式測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)以能夠遠(yuǎn)距離測(cè)量、可重復(fù)使用、便于部署維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)[8],成為測(cè)風(fēng)塔的備選設(shè)備,但受限于技術(shù)成熟度和數(shù)據(jù)有效率,目前仍需更多的實(shí)測(cè)驗(yàn)證[9]。

        2.2 功率曲線測(cè)試與校正

        風(fēng)機(jī)發(fā)電性能和效率直接決定風(fēng)電場(chǎng)投產(chǎn)后的收益水平[10]。功率曲線描述了風(fēng)速和風(fēng)機(jī)輸出功率之間的定量關(guān)系,是風(fēng)機(jī)最重要的技術(shù)參數(shù),其測(cè)試也是風(fēng)機(jī)準(zhǔn)入的必備環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)方法采用測(cè)風(fēng)塔進(jìn)行功率曲線的測(cè)試和校正,對(duì)場(chǎng)地要求較為苛刻,測(cè)試過(guò)程復(fù)雜,周期較長(zhǎng)。同時(shí),隨著風(fēng)電機(jī)組日趨大型化,風(fēng)剪切和湍流作用對(duì)風(fēng)速的影響愈加凸顯[11],單一輪轂高度處風(fēng)速難以準(zhǔn)確反映整個(gè)風(fēng)機(jī)葉輪情況,使得傳統(tǒng)測(cè)試方法的適用性降低。

        在利用測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)進(jìn)行風(fēng)機(jī)功率曲線測(cè)試和校正方面,丹麥技術(shù)大學(xué)風(fēng)能研究中心進(jìn)行了較多的外場(chǎng)試驗(yàn)研究[12-16],評(píng)估了垂直風(fēng)切變和湍流產(chǎn)生的測(cè)量誤差,提出利用等效風(fēng)輪風(fēng)速代替風(fēng)機(jī)輪轂風(fēng)速進(jìn)行功率曲線的測(cè)試和校正,如圖5所示;在此基礎(chǔ)上,還分別利用測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)和測(cè)風(fēng)塔對(duì)丹麥Ris?觀測(cè)場(chǎng)風(fēng)機(jī)的功率曲線進(jìn)行了測(cè)試,發(fā)現(xiàn)兩者總體存在1.4%的差別,如圖6所示。在國(guó)內(nèi),李晟[17]開展了在復(fù)雜地形下使用測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組功率曲線的測(cè)試。雷陽(yáng)等人[18]通過(guò)測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)測(cè)量得到多個(gè)型號(hào)風(fēng)機(jī)的功率曲線,并參考IEC 61400.12.1國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),對(duì)比分析了所得功率曲線,并依此確定出較優(yōu)機(jī)型,為風(fēng)電機(jī)組性能評(píng)估和風(fēng)電場(chǎng)的機(jī)組選型提供了參考。

        2.3 偏航控制

        風(fēng)向?qū)?zhǔn)和跟蹤式減少風(fēng)能捕獲損失的關(guān)鍵是研究改善風(fēng)機(jī)的偏航控制技術(shù),這對(duì)于提升風(fēng)能利用效率、延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)整體壽命、實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)安全可靠運(yùn)行有著重要的意義[19]。目前,圖7所示的用于風(fēng)機(jī)偏航控制的機(jī)艙風(fēng)速計(jì)容易受到尾流、冰凍的影響,風(fēng)矢量測(cè)量信息存在滯后的現(xiàn)象,會(huì)影響風(fēng)機(jī)的偏航控制精度。研究表明,在偏航誤差糾正的結(jié)果中,約30%的風(fēng)機(jī)偏航誤差超過(guò)6°[20],此時(shí)風(fēng)機(jī)年發(fā)電量會(huì)損失1.8%,經(jīng)濟(jì)收益顯著降低。

        基于風(fēng)場(chǎng)測(cè)量的準(zhǔn)確性研究中,國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者做了許多機(jī)艙風(fēng)速計(jì)測(cè)量結(jié)果的對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)機(jī)艙風(fēng)速計(jì)存在5°~15°的對(duì)風(fēng)偏差。目前,利用測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)進(jìn)行機(jī)艙風(fēng)速計(jì)偏航誤差校正已得到廣泛的認(rèn)可[21-26]。目前,關(guān)于測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)在風(fēng)機(jī)偏航方面的應(yīng)用仍集中在輔助控制方面,偏航控制策略尚未發(fā)揮其提前測(cè)風(fēng)的優(yōu)勢(shì),這可能是未來(lái)風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)和研制的一個(gè)關(guān)注點(diǎn)[7]。

        2.4 尾流探測(cè)

        在近地層大氣中,風(fēng)機(jī)的阻擋和葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)作用能夠使得風(fēng)機(jī)的下風(fēng)向產(chǎn)生風(fēng)速減小、湍流度增加的尾流區(qū),造成下游風(fēng)機(jī)發(fā)電功率的下降和疲勞負(fù)載的增大[27],最終影響風(fēng)電場(chǎng)的綜合經(jīng)濟(jì)效益[28]。因此,測(cè)量研究風(fēng)機(jī)的尾流效應(yīng)對(duì)優(yōu)化風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)、提高風(fēng)力發(fā)電輸出功率和延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)壽命有著重要的意義。

        2005年,Bing?l[29]首次使用測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)對(duì)風(fēng)機(jī)尾流進(jìn)行了定量觀測(cè)試驗(yàn),圖8展示了其試驗(yàn)設(shè)計(jì)和尾流觀測(cè)結(jié)果。該試驗(yàn)將ZephIR公司生產(chǎn)的連續(xù)型測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)安裝在丹麥Ris?觀測(cè)場(chǎng)的一臺(tái)風(fēng)機(jī)上,通過(guò)外置掃描機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)風(fēng)場(chǎng)測(cè)量過(guò)程中橫搖和俯仰的快速掃描,捕捉到風(fēng)機(jī)尾流中存在明顯的風(fēng)速損失。

        隨后,國(guó)內(nèi)外多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)陸續(xù)開展了針對(duì)不同大氣狀況和地形環(huán)境的風(fēng)機(jī)尾流結(jié)構(gòu)特性觀測(cè)試驗(yàn)[27, 30-37],發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)尾流明顯增強(qiáng)了大氣的湍流混合,且不同地形環(huán)境下的尾流參數(shù)的相關(guān)性存在很大不同(如圖9所示);部分研究還將測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)觀測(cè)結(jié)果同大渦模擬或半經(jīng)驗(yàn)尾流模型進(jìn)行了比對(duì)和驗(yàn)證[6, 38-40]。El-Asha等人[28]利用測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)和風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)采集監(jiān)視控制系統(tǒng)(SCADA),研究了美國(guó)德克薩斯州一座建有25臺(tái)風(fēng)機(jī)的風(fēng)電場(chǎng)的尾流狀況,發(fā)現(xiàn)尾流效應(yīng)造成風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電功率總體減少2%~4%。這些研究大大提升了我們對(duì)不同地形和規(guī)模的風(fēng)電場(chǎng)的尾流的認(rèn)識(shí)?;陲L(fēng)機(jī)尾流的測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)觀測(cè)結(jié)果,已有學(xué)者使用尾流重定向技術(shù)來(lái)提高風(fēng)電場(chǎng)的凈發(fā)電效率[41-42]。

        3 結(jié) 語(yǔ)

        近些年,減碳意識(shí)逐漸深入人心,風(fēng)力發(fā)電在可再生能源利用領(lǐng)域發(fā)展勢(shì)頭迅猛,風(fēng)能也已成為我國(guó)第三大能量來(lái)源。與此同時(shí),隨著激光技術(shù)的迅速發(fā)展,測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)以其高精度遠(yuǎn)距離測(cè)量、高時(shí)空分辨率、易安裝部署等突出特點(diǎn),在風(fēng)電行業(yè)獲得了日益廣泛的認(rèn)可,在風(fēng)能資源評(píng)估、偏航校正、場(chǎng)群控制等重要應(yīng)用場(chǎng)景出現(xiàn)越來(lái)越多的成功案例。包括丹麥技術(shù)大學(xué)、法國(guó)Leosphere公司、中國(guó)電科二十七所、南京牧鐳公司、中國(guó)海洋大學(xué)在內(nèi)的國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu),一方面通過(guò)觀測(cè)研究不斷拓展測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)在風(fēng)電行業(yè)的應(yīng)用場(chǎng)景,另一方面也針對(duì)該行業(yè)的特殊性持續(xù)進(jìn)行測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)產(chǎn)品的更新迭代。結(jié)合風(fēng)電行業(yè)的未來(lái)發(fā)展前景,總結(jié)測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)目前存在的問題和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)如下:

        (1)目前測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)在風(fēng)電行業(yè)的推廣程度仍顯不足,需要國(guó)內(nèi)外研發(fā)機(jī)構(gòu)與風(fēng)機(jī)廠商、風(fēng)電設(shè)計(jì)院進(jìn)行更加緊密的合作溝通,做好測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)的安裝部署、數(shù)據(jù)接入、狀態(tài)控制,將其更好地接入風(fēng)電場(chǎng)的控制管理系統(tǒng)。

        (2)隨著風(fēng)能開發(fā)利用的不斷深入,山地復(fù)雜地形和遠(yuǎn)海建立了大量的風(fēng)電場(chǎng),風(fēng)機(jī)扇葉直徑越來(lái)越大,測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)的環(huán)境適應(yīng)性和數(shù)據(jù)有效性面臨一定的挑戰(zhàn)。

        (3)全球能源體系迎來(lái)深刻變革,能源產(chǎn)業(yè)智能化升級(jí)進(jìn)程加快,無(wú)人值守、故障診斷等能源生產(chǎn)運(yùn)行技術(shù)的信息化和智能化水平持續(xù)提升。在風(fēng)電智能化升級(jí)進(jìn)程的背景下,結(jié)合大量先進(jìn)傳感器和智能控制技術(shù)的智能風(fēng)機(jī)進(jìn)入市場(chǎng),極具應(yīng)用前景。智能風(fēng)機(jī)對(duì)風(fēng)場(chǎng)的智能感知和預(yù)測(cè)能力提出了新的要求,測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)也亟需提高多應(yīng)用場(chǎng)景的智能集成能力。

        參考文獻(xiàn)

        [1]楊珺,張闖,孫秋野,等.風(fēng)電場(chǎng)選址綜述[J].太陽(yáng)能學(xué)報(bào),2012,33(S1):136-144.

        [2] KINDLER D,OLDROYD A,MACASKILL A,et al. An eight month test campaign of the Qinetiq ZephIR system:preliminary results [J]. Meteorologische zeitschrift,2007,16(5):479-489.

        [3] AITKEN M L,RHODES M E,LUNDQUIST J K. Performance of a wind-profiling Lidar in the region of wind turbine rotor disks [J]. Journal of atmospheric and oceanic technology,2012,29(3):347-355.

        [4] HONRUBIA-ESCRIBANO A,GóMEZ-LáZARO E,MOLINA-GARCíA A,et al. Wind resource assessment systems:review of new solutions based on Laser technology [J]. Dyna,2012,87(5):540-548.

        [5] KRISHNAMURTHY R,CHOUKULKAR A,CALHOUN R,et al. Coherent doppler Lidar for wind farm characterization [J]. Wind energy,2013,16(2):189-206.

        [6] RODRIGO J S,GUILLéN F B,ARRANZ P G,et al. Multi-site testing and evaluation of remote sensing instruments for wind energy applications [J]. Renewable energy,2013,53:200-210.

        [7]王喬喬,張秀芝,王尚昆. Windcube激光雷達(dá)與測(cè)風(fēng)塔測(cè)風(fēng)結(jié)果對(duì)比[J].氣象科技,2013,41(1):20-26.

        [8]李正泉,宋麗莉,馬浩,等.海上風(fēng)能資源觀測(cè)與評(píng)估研究進(jìn)展[J].地球科學(xué)進(jìn)展,2016,31(8):800-810.

        [9] GOTTSCHALL J,GRIBBEN B,STEIN D,et al. Floating Lidar as an advanced offshore wind speed measurement technique:current technology status and gap analysis in regard to full maturity [J]. Wiley interdisciplinary reviews:energy and environment,2017,6(5):e250.1-e250.23.

        [10]梁志,MAZOYER P. 風(fēng)電場(chǎng)后市場(chǎng)領(lǐng)域中測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)在功率曲線測(cè)試方向上的應(yīng)用綜述與案例討論[C]//第六屆中國(guó)風(fēng)電后市場(chǎng)交流合作大會(huì)論文集.天津:[出版者不詳],2019:6.

        [11]張澤龍. 大型風(fēng)電機(jī)組功率曲線測(cè)試與評(píng)估方法研究[D].北京:華北電力大學(xué)(北京),2019.

        [12] WAGNER R,COURTNEY M,GOTTSCHALL J,et al. Accounting for the speed shear in wind turbine power performance measurement [J]. Wind energy,2011,14(8):993-1004.

        [13] MIKKELSEN T,ANGELOU N,HANSEN K,et al. A spinner-integrated wind lidar for enhanced wind turbine control [J]. Wind energy,2013,16(4):625-643.

        [14] WAGNER R,PEDERSEN T F,COURTNEY M,et al. Power curve measurement with a nacelle mounted lidar [J]. Wind energy,2014,17(9):1441-1453.

        [15] BORRACCINO A,COURTNEY M,WAGNER R. Generic methodology for field calibration of nacelle-based wind lidars [J].Remote sensing, 2016,8(11):907.

        [16] WAGNER R,COURTNEY M S,PEDERSEN T F,et al. Uncertainty of power curve measurement with a two-beam nacelle-mounted lidar [J]. Wind energy,2016,19(7):1269-1287.

        [17]李晟. 復(fù)雜地形下的風(fēng)電機(jī)組功率曲線測(cè)試方法研究[J]. 風(fēng)能,2013,4(1):82-86.

        [18]雷陽(yáng),馬東,杜成榮. 基于激光雷達(dá)測(cè)風(fēng)儀的風(fēng)機(jī)功率曲線對(duì)比研究及應(yīng)用[J]. 華電技術(shù),2016,38(12):70-72.

        [19]梁志,MAZOYER P,MORTON B. 機(jī)艙式激光雷達(dá)在風(fēng)電后市場(chǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用方向與案例分析[C]//第五屆中國(guó)風(fēng)電后市場(chǎng)專題研討會(huì). 上海:[出版者不詳],2018:375-382.

        [20]劉航. 基于激光雷達(dá)的偏航控制技術(shù)研究[D].杭州:浙江大學(xué),2019.

        [21] BOSSANYI E A,KUMAR A,HUGUES-SALAS O,et al. Wind turbine control applications of turbine-mounted LIDAR [J]. Journal of physics:conference series,2012,555:012011.

        [22] DUNNE F,PAO L Y,SCHLIPF D,et al. Importance of Lidar measurement timing accuracy for wind turbine control [C]// Proceedings of 2014 American Control Conference. Portland,OR,USA:IEEE,2014:3716-3721.

        [23]馬東.激光雷達(dá)測(cè)風(fēng)儀在風(fēng)電機(jī)組偏航誤差測(cè)試中的應(yīng)用研究[J]. 應(yīng)用能源技術(shù),2015,32(11):5-7.

        [24]楊偉新,宋鵬,白愷,等. 基于機(jī)艙式激光雷達(dá)測(cè)風(fēng)儀的風(fēng)電機(jī)組偏航控制偏差測(cè)試方法[J]. 華北電力技術(shù),2016,46(7):59-63.

        [25] MENEZES E J N,ARAUJO A M,DA SILVA N S B. A review on wind turbine control and its associated methods [J]. Journal of cleaner production,2018,174:945-953.

        [26]董強(qiáng),劉華峰,師彪,等. 基于激光雷達(dá)的風(fēng)電機(jī)組偏航校正測(cè)試與分析[J]. 風(fēng)能,2021,12(11):130-134.

        [27] ZHAI X C,WU S H,LIU B Y. Doppler Lidar investigation of wind turbine wake characteristics and atmospheric turbulence under different surface roughness [J]. Optics express,2017,25(12):A515-A529.

        [28] EL-ASHA S,ZHAN L,IUNGO G V. Quantification of power losses due to wind turbine wake interactions through SCADA,meteorological and wind LiDAR data [J]. Wind energy,2017,20(11):1823-1839.

        [29] BING?L F. Adapting a doppler Laser anemometer to wind energy [D]. Copenhagen:Technical University of Denmark,2005.

        [30] K?SLER Y,RAHM S,SIMMET R,et al. Wake measurements of a multi-MW wind turbine with coherent long-range pulsed doppler wind Lidar [J]. Journal of atmospheric and oceanic technology,2010,27(9):1529-1532.

        [31] TRUJILLO J J,BING?L F,LARSEN G C,et al. Light detection and ranging measurements of wake dynamics. Part II:two-dimensional scanning [J]. Wind energy,2011,14(1):61-75.

        [32] IUNGO G V,WU Y T,PORTé-AGEL F. Field measurements of wind turbine wakes with Lidars [J]. Journal of atmospheric and oceanic technology,2013,30(2):274-287.

        [33] BANTA R M,PICHUGINA Y L,BREWER W A,et al. 3D volumetric analysis of wind turbine wake properties in the atmosphere using high-resolution doppler Lidar [J]. Journal of atmospheric and oceanic technology,2015,32(5):904-914.

        [34] WU S H,LIU B Y,LIU J T,et al. Wind turbine wake visualization and characteristics analysis by Doppler Lidar [J]. Optics express,2016,24(10):A762-A780.

        [35] FUERTES F C,MARKFORT C D,PORTé-AGEL F. Wind turbine wake characterization with nacelle-mounted wind Lidars for analytical wake model validation [J]. Remote sensing,2018,10(5):668.

        [36]劉清媛,吳迪,苗得勝,等. 基于激光雷達(dá)的海上風(fēng)電場(chǎng)尾流垂直剖面特性分析[J]. 風(fēng)能,2021,12(8):58-62.

        [37]于曉慶,吳松華. 新疆地區(qū)陸上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)尾流特征分析[J]. 大氣與環(huán)境光學(xué)學(xué)報(bào),2019,14(4):250-258.

        [38] AITKEN M L,KOSOVIC B,MIROCHA J D,et al. Large eddy simulation of wind turbine wake dynamics in the stable boundary layer using the weather research and forecasting model [J]. Journal of renewable and sustainable energy,2014,6(3):033137.

        [39]崔巖松. 風(fēng)電機(jī)組半經(jīng)驗(yàn)尾流模型改進(jìn)方法研究[D].北京:華北電力大學(xué)(北京),2018.

        [40] KEANE A. Advancement of an analytical double-Gaussian full wind turbine wake model [J]. Renewable energy,2021,171:687-708.

        [41] RAACH S,BOERSMA S,DOEKEMEIJER B,et al. Lidar-based closed-loop wake redirection in high-fidelity simulation [C]// 7th Conference on Science of Making Torque from Wind(TORQUE). Milan,Italy:[s.n.],2018.

        [42] RAACH S,BOERSMA S,VAN WINGERDEN J W,et al. Robust lidar-based closed-loop wake redirection for wind farm control [C]// 20th World Congress of the International-Federation-of-Automatic-Control(IFAC). Toulouse,F(xiàn)rance:[s.n.],2017:4498-4503.

        作者簡(jiǎn)介:樊振興(1985—),男,本科,工程師,研究方向?yàn)楣怆娂拔锫?lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)。

        張?jiān)骑w(1987—),男,博士,助理工程師,研究方向?yàn)榧す饫走_(dá)。

        程更建(1984—),男,本科,高級(jí)工程師,研究方向?yàn)闇y(cè)控技術(shù)。

        楊宏偉(1989—),男,本科,助理工程師,研究方向?yàn)轱L(fēng)電運(yùn)維。

        收稿日期:2023-11-09 修回日期:2023-12-07

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