風(fēng)電場(chǎng)前期測(cè)風(fēng)塔集中管理系統(tǒng)

　　在風(fēng)電場(chǎng)規(guī)劃階段，測(cè)風(fēng)塔位置的選擇是否合理、測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)完整度等因素直接影響風(fēng)電項(xiàng)目可研階段風(fēng)電場(chǎng)產(chǎn)能計(jì)算的準(zhǔn)確性。從而關(guān)系到風(fēng)電場(chǎng)建成投運(yùn)后整體效益。合理的測(cè)風(fēng)塔位置選址和正確的數(shù)據(jù)采集、處理方法是風(fēng)電項(xiàng)目前期的基礎(chǔ)。

　　如果將風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目比作一場(chǎng)戰(zhàn)事，測(cè)風(fēng)工程無(wú)疑是個(gè)周密安排的軍事行動(dòng)，此時(shí)測(cè)風(fēng)塔就成為了行動(dòng)中至關(guān)重要的偵察兵。

　　統(tǒng)計(jì)分析顯示，測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)10%的誤差可能導(dǎo)致風(fēng)場(chǎng)年產(chǎn)能30%左右的誤差，因此，提高測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性對(duì)風(fēng)場(chǎng)開(kāi)發(fā)具有非常重要的意義。  

　　風(fēng)電開(kāi)發(fā)的行業(yè)規(guī)范和眾多項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)表明，測(cè)風(fēng)塔代表性選址及數(shù)量的選擇是影響測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠的主要因素。然而，目前在風(fēng)電場(chǎng)前期測(cè)風(fēng)塔管理中，依然存在如下問(wèn)題，令人不容樂(lè)觀。

　　近年來(lái)，隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷成熟，風(fēng)力發(fā)電行業(yè)迅速發(fā)展。各風(fēng)電開(kāi)發(fā)商開(kāi)始觀注風(fēng)資源、搶占風(fēng)資源，在風(fēng)資源豐富區(qū)投資設(shè)立測(cè)風(fēng)塔，為將來(lái)風(fēng)電場(chǎng)的投資建設(shè)獲取第一手風(fēng)能資料。

　　風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)安裝的測(cè)風(fēng)塔多一般采用鋼絞線(xiàn)斜拉加固方式，高度一般為40~150米。在塔體不同高度處安裝有風(fēng)速計(jì)、風(fēng)向標(biāo)以及溫度、氣壓等監(jiān)測(cè)設(shè)備。可全天24小時(shí)不間斷地對(duì)場(chǎng)址風(fēng)資源情況進(jìn)行觀測(cè)，測(cè)量數(shù)據(jù)被記錄并存儲(chǔ)于安裝在塔體上的數(shù)據(jù)記錄儀中。

　　風(fēng)速儀、風(fēng)向標(biāo)安裝時(shí)，一般至少安裝三層，其中應(yīng)有一套風(fēng)速、風(fēng)向傳感器安裝在10m高度處，另一套風(fēng)速、風(fēng)向傳感器應(yīng)固定在擬安裝的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輪轂中心高度處。目前大部分風(fēng)電運(yùn)行商，采取的70米高度的測(cè)風(fēng)塔，10米～70米安裝4～5層風(fēng)速傳感器，10米～70米高度各安裝一套風(fēng)向傳感器。為避免氣流畸變一般在70米高度處（輪轂高度）對(duì)稱(chēng)安裝兩套風(fēng)速、風(fēng)向傳感器。

　　在我國(guó)風(fēng)資源豐富“三北”及其他一些地區(qū)，自然資源都較為惡劣，經(jīng)常會(huì)發(fā)生如下的硬件設(shè)備故障：風(fēng)杯損壞（人為、極端天氣、設(shè)備）、 風(fēng)速及風(fēng)向標(biāo)短路 、測(cè)風(fēng)塔電量不足、倒塔（人為、極端天氣、工程）。基于以上問(wèn)題，東潤(rùn)環(huán)能測(cè)風(fēng)塔集中管理系統(tǒng)，可以及時(shí)監(jiān)控測(cè)風(fēng)儀器的運(yùn)營(yíng)狀況監(jiān)控，如建立數(shù)據(jù)庫(kù)、質(zhì)量控制、及時(shí)完備率監(jiān)控、測(cè)風(fēng)塔異常狀況報(bào)警等。測(cè)風(fēng)塔故障需及時(shí)處理，東潤(rùn)環(huán)能可以對(duì)測(cè)風(fēng)設(shè)備的完備率進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)測(cè)風(fēng)塔異常狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警，為核準(zhǔn)前測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)有效率＞90%提供硬件保障。

　　測(cè)風(fēng)塔測(cè)風(fēng)儀采集的數(shù)據(jù)一般通過(guò)無(wú)線(xiàn)通訊（GSM,GPRS/CDMA），衛(wèi)星，短波等方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在沒(méi)用無(wú)線(xiàn)通訊信號(hào)的地方則采取現(xiàn)場(chǎng)取數(shù)據(jù)的方法。

　　國(guó)標(biāo)規(guī)定現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量、收集數(shù)據(jù)應(yīng)至少連續(xù)進(jìn)行一年，并保證采集的有效數(shù)據(jù)完整率達(dá)到90%以上。但目解決測(cè)風(fēng)塔的有效數(shù)據(jù)，存在如下問(wèn)題：測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)傳輸方式信號(hào)異常導(dǎo)致的數(shù)據(jù)缺失；傳輸過(guò)程中存儲(chǔ)的測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)異常；各種原因?qū)е碌臏y(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)缺失。

　　東潤(rùn)環(huán)能測(cè)風(fēng)塔集中管理系統(tǒng)，首先對(duì)對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步判斷，判斷數(shù)據(jù)是否在合理的范圍內(nèi)；判斷不同高度的測(cè)量記錄相關(guān)性是否合理；判斷測(cè)量參數(shù)連續(xù)變化趨勢(shì)是否合理，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)缺漏和失真時(shí)，可以進(jìn)行測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)插補(bǔ)與完善，如衛(wèi)星數(shù)據(jù)插補(bǔ)、基于中尺度氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)插補(bǔ)等。

　　四、 影響風(fēng)機(jī)產(chǎn)能計(jì)算結(jié)果的因素

　　利用一般的風(fēng)資源評(píng)估軟件估算風(fēng)電場(chǎng)產(chǎn)能的時(shí)候，由于軟件計(jì)算過(guò)程中采用的數(shù)值模擬模型的局限性，當(dāng)所選測(cè)風(fēng)塔位置不能代表風(fēng)場(chǎng)內(nèi)風(fēng)機(jī)總體位置時(shí)，評(píng)估軟件的計(jì)算結(jié)果很可能與場(chǎng)區(qū)內(nèi)實(shí)際風(fēng)資源情況不符。導(dǎo)致計(jì)算產(chǎn)生一定偏差。當(dāng)?shù)匦屋^為平坦、地面障礙物較少、植被單一、地域較小時(shí)，測(cè)風(fēng)塔位置的選取對(duì)產(chǎn)能估算結(jié)果產(chǎn)生的誤差很小，這種誤差基本顯現(xiàn)不出來(lái)。但當(dāng)?shù)匦屋^復(fù)雜時(shí)，這種偏差就會(huì)很大，誤差可以達(dá)到30%以上。

　　當(dāng)測(cè)風(fēng)塔位置低于整個(gè)風(fēng)場(chǎng)風(fēng)機(jī)高度時(shí)，利用風(fēng)資源評(píng)估軟件計(jì)算發(fā)電量時(shí)，產(chǎn)能往往會(huì)被高估。反之當(dāng)測(cè)風(fēng)塔位置高于風(fēng)機(jī)整體高度時(shí)發(fā)電量會(huì)被低估。有些人誤認(rèn)為將測(cè)風(fēng)塔安裝在場(chǎng)區(qū)內(nèi)海拔相對(duì)較低的位置，這樣獲取的測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)相對(duì)保守，這種想法是錯(cuò)誤的。　　

　　局部地形及陡峭度也會(huì)對(duì)產(chǎn)能計(jì)算產(chǎn)生一定的影響，1997年在柏林歐洲風(fēng)能會(huì)議上，NielsG.Mortensen 和 Erik.L.Petersen的論文中提到：如果測(cè)風(fēng)塔位置非常陡峭，而規(guī)劃場(chǎng)址不太陡峭，風(fēng)電機(jī)組處風(fēng)速會(huì)被低估，從而發(fā)電量會(huì)被低估的更多。反之，當(dāng)測(cè)風(fēng)塔位置較陡峭，而規(guī)劃區(qū)域相對(duì)平坦時(shí)發(fā)電量會(huì)被高估，而且被高估的比例會(huì)更大。

　　對(duì)于臨近的前期測(cè)風(fēng)塔，東潤(rùn)環(huán)能依托目前風(fēng)電功率預(yù)測(cè)所覆蓋裝機(jī)容量4800余萬(wàn)千瓦的風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)，和數(shù)百并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)測(cè)風(fēng)塔觀測(cè)數(shù)據(jù)，可以根據(jù)目前風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況，并對(duì)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)挖掘，給出專(zhuān)業(yè)的測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)分析報(bào)告，對(duì)后期風(fēng)電場(chǎng)的產(chǎn)能評(píng)估和投資提供具有實(shí)戰(zhàn)意義的指導(dǎo)和建議。

　　五、 實(shí)現(xiàn)手段

　　東潤(rùn)環(huán)能以服務(wù)型SaaS（軟件即服務(wù)）的形式提供分布式電站數(shù)據(jù)服務(wù),支撐用戶(hù)的運(yùn)維、經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)。

　　專(zhuān)業(yè)：數(shù)百座測(cè)風(fēng)塔運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，氣象與軟件專(zhuān)家融合的專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)運(yùn)維團(tuán)隊(duì)，衛(wèi)星觀測(cè)與模式結(jié)果，集合補(bǔ)齊缺測(cè)數(shù)據(jù)；

　　方便：可視化操作界面監(jiān)控所有測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)分析；

　　全面：測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)監(jiān)控、質(zhì)量控制、缺測(cè)補(bǔ)齊、異常警報(bào)和歷史統(tǒng)計(jì)全流程覆蓋。