峰能項目經理吳迪做“海上風電場湍流和尾流衰減的測量以及可視化”技術演講

峰能 項目經理 吳迪出席“上海國際海上風電+風電運維活動”時，就“海上風電場湍流和尾流衰減的測量以及可視化”發表技術演講

　　今天講的主要是海上風電，針對運維階段如何利用先進的遙感設備進行潛在測量。在風電場的運維階段，峰能主要關注的是持續優化，這個優化會持續到風電場整個20年的生命周期里面。在持續優化過程中峰能有以下三條黃金準則。第一條，沒有任何一方知道所有的事情，每個人只知道自己領域的一些情況。第二條，好的風機表現是所有風電場最關注的。第三條，與故障成本相比，數據的成本花費非常小。把各個階段大家把研究成果融會貫通，用創意性或者發散性的思維盡可能多去測量和分析，而不僅僅局限于一些條條框框的東西。
　　綜上三條準則，峰能做到盡可能在每一個階段進行測量、分析，把結果與其他各方進行探討和分享，這提高風電產業運維能力。今天提到一個水平方向和一個垂直方向，針對海上風電到了后期的運行，有兩個比較關注的點，低空急流和尾流。基于這兩個點，峰能在北海做了一個十個月的課題。歐洲北海的一個風電場用了5兆瓦的風機，峰能的激光臺放在AV07的機位，安裝了3臺遠激勵激光雷達，它的測量范圍達到4公里。機艙放了兩臺激光雷達，一臺往前掃，一臺往后掃，另外在這個位置安裝一臺激光雷達，跟測風塔做數據對比。在這個課題里面，峰能首先做的是驗證工作，放在過渡站激光雷達跟測風塔做了一個數據驗證，它不僅可以取代傳統的測風塔，而且還可以測幾百米以外的風速情況。這個設備在冬季、夏季、秋季各個季節表現比較穩定，因此峰能得出這個設備在各個季節比較穩定，與實際情況吻合。之后峰能做一個準確性的提高和驗證工作。
　　關于低空急流，之前在海上風電沒有十分關注，海上風電都是從陸上推到海上，實際上海上的情況更為復雜。當低空急流產生的時候，上流和下流之間產生的受力比較大，這個對風機必然會產生影響。峰能通過案例關注到低空急流的現象，并且很大程度上分析了低空急流的發生時間。低空急流從定義來講，在各數學術論文里也較主觀。根據不同的學術論文對低空急流有不同的定義，峰能采用了兩種定義方式。第一種定義方式，在風速達到最高處以上我們看到風速有20%的降低，這個時候是低空急流的現象。另外一種方式，定位輪轂和上葉尖切變如果大于0.4的話，認為是低空急流。當最大風速的變化發生在葉尖到輪轂高度的位置時，對傳動系統的扭矩和風機的疲勞載荷影響非常大。在實際的測量中峰能選擇了激光雷達。放在機艙前面位置的激光雷達測量350米以外，選擇區域是一個寬度一百米，高度是一千米的范圍。除了垂直掃描以外，用水平掃描和過渡站的激光雷達針對低空急流進行測量。峰能利用兩個月的時間，總共統計到九千多組十分鐘垂直弧度的掃描數據。考慮到數據的完整性，也考慮到激光雷達在很高高空時空氣的干凈程度對激光的影響而造成可利用率的情況，峰能得到了兩千多組數據。最后選擇出七百組數據，從中又分析出30組數據發生了低空急流的現象，覆蓋率達到了4.3%的比例。我們可以看到之前認為低空急流不經常存在的情況是不真實的，4.3%是非常大的比例，對風機的影響也是非常顯著的。