如何用好測(cè)風(fēng)塔

如何用好測(cè)風(fēng)塔?OFweek電力網(wǎng)訊沒(méi)有測(cè)風(fēng)塔就沒(méi)有風(fēng)電場(chǎng)，這是最霸道的風(fēng)電邏輯。但如何用好測(cè)風(fēng)塔仍是風(fēng)電開(kāi)發(fā)和運(yùn)維中值得關(guān)注的價(jià)值創(chuàng)造問(wèn)題。立它就要管它，管它就要愛(ài)它，愛(ài)它就要讓它的一生都在為風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)控制和收益率提升護(hù)航。趙宏亮在和記者提及測(cè)風(fēng)塔時(shí)表示，對(duì)風(fēng)電工程師而言，測(cè)風(fēng)塔是一座燈塔。趙宏亮是北京東榮盛世科技有限公司的總經(jīng)理，他旗下的公司在國(guó)內(nèi)測(cè)風(fēng)市場(chǎng)的份額20%。在接受《風(fēng)能》采訪時(shí)，他沒(méi)有拿國(guó)內(nèi)風(fēng)電巨頭的背書來(lái)說(shuō)明公司在測(cè)風(fēng)領(lǐng)域的技術(shù)服務(wù)能力，而是向《風(fēng)能》強(qiáng)調(diào)他對(duì)國(guó)內(nèi)測(cè)風(fēng)市場(chǎng)現(xiàn)狀的憂慮，一個(gè)現(xiàn)象級(jí)的數(shù)50%到足夠的重視，這讓原本的價(jià)值創(chuàng)造被大打了折扣。那么，測(cè)風(fēng)行業(yè)的痛點(diǎn)究竟在哪里呢？歷經(jīng)多個(gè)層面采訪，記者將此歸結(jié)為兩點(diǎn)，一點(diǎn)是缺乏全生命周期的測(cè)風(fēng)規(guī)劃，在測(cè)風(fēng)塔的樹(shù)立上顯得過(guò)于隨意，導(dǎo)致測(cè)風(fēng)塔成為“短命鬼”；有的測(cè)風(fēng)塔僅為業(yè)主搶占風(fēng)資源而來(lái)，所在位置根本就不具有代表性，成為被業(yè)主遺忘甚至拋棄的“孩子”。另一點(diǎn)是測(cè)風(fēng)塔維護(hù)不到位，由此導(dǎo)致的數(shù)據(jù)失真、丟失以及傳輸和處理不當(dāng)，給風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)帶來(lái)巨大的投資風(fēng)險(xiǎn)和收益損失。測(cè)風(fēng)行業(yè)的痛點(diǎn)在于缺乏全生命周期的測(cè)風(fēng)規(guī)劃，以及測(cè)風(fēng)塔維護(hù)不到位。需要溫習(xí)的是，每座風(fēng)電場(chǎng)都要經(jīng)歷“宏觀選址—樹(shù)立測(cè)風(fēng)塔—漫長(zhǎng)的測(cè)風(fēng)過(guò)程—可行性研究—工程設(shè)計(jì)—項(xiàng)目建設(shè)—運(yùn)行維護(hù)”這般系列復(fù)雜的過(guò)程。而對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)發(fā)商來(lái)說(shuō)，拿到意向資源后的首筆投資就是樹(shù)立測(cè)風(fēng)塔，那么測(cè)風(fēng)塔對(duì)于一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)來(lái)說(shuō)究竟意味著什么呢？遠(yuǎn)景能源相關(guān)部門負(fù)責(zé)人對(duì)《風(fēng)能》這樣描述測(cè)風(fēng)塔市場(chǎng)的現(xiàn)狀：雖然市面上出現(xiàn)了越來(lái)越多的中尺度數(shù)據(jù)，部分產(chǎn)品也能夠指導(dǎo)投資者快速準(zhǔn)確地初步選定風(fēng)資源，也就是業(yè)內(nèi)所說(shuō)的宏觀選址階段，由于受限于中尺度數(shù)據(jù)的產(chǎn)品原理及精度，即便是目前最優(yōu)秀的中尺度產(chǎn)品，其單點(diǎn)的風(fēng)速誤差超過(guò)0.1m/s也是很正常的。但問(wèn)題是，對(duì)于低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)來(lái)說(shuō)，0.1m/s的風(fēng)速誤差就意味著超過(guò)2%的投資回報(bào)率誤差，而更大的風(fēng)速誤差甚至?xí)绊懙斤L(fēng)電場(chǎng)的機(jī)組選型。也正因此，上述負(fù)責(zé)人強(qiáng)調(diào)，“準(zhǔn)確的測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)是風(fēng)電場(chǎng)投資決策不可或缺的重要依據(jù)。”也就是說(shuō)，測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)是風(fēng)電場(chǎng)規(guī)劃階段的決策依據(jù)。實(shí)際上，這便是測(cè)風(fēng)塔對(duì)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)價(jià)值創(chuàng)造。然后呢？風(fēng)電場(chǎng)建成以后，測(cè)風(fēng)塔和風(fēng)電場(chǎng)之間就形成了很親密的關(guān)系，想想看：風(fēng)電場(chǎng)生產(chǎn)運(yùn)行期內(nèi)，你要實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的精細(xì)化管理，那就要用生產(chǎn)測(cè)風(fēng)塔的數(shù)據(jù)來(lái)標(biāo)定整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的流體模型，讓機(jī)組工作得更好、讓風(fēng)電場(chǎng)和電網(wǎng)更加和諧。實(shí)質(zhì)性一點(diǎn)說(shuō)，生產(chǎn)測(cè)風(fēng)塔的數(shù)據(jù)是風(fēng)電場(chǎng)生產(chǎn)階段風(fēng)功率預(yù)報(bào)和能量管理系統(tǒng)的初始輸入，可問(wèn)題是就目前來(lái)看，進(jìn)行能量管理的風(fēng)電場(chǎng)還沒(méi)有形成氣候，但從目前用好生產(chǎn)測(cè)風(fēng)塔的角度看，至少有兩方面的價(jià)值是可以實(shí)現(xiàn)的。一方面，測(cè)風(fēng)塔的實(shí)時(shí)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)傳送至功率預(yù)測(cè)系統(tǒng),定期向電網(wǎng)調(diào)度上報(bào)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)功率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。NBT31046－2019風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)功能規(guī)范》要求，風(fēng)功率預(yù)報(bào)必須采用實(shí)時(shí)傳輸測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)，比如測(cè)風(fēng)塔至風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)傳送時(shí)間間隔應(yīng)不大515千米范圍內(nèi)且不受風(fēng)電場(chǎng)尾流效應(yīng)影響，宜在風(fēng)電場(chǎng)主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)向，位置應(yīng)具有代表性；采集量應(yīng)至少包括10米、50米及輪轂高度的風(fēng)速和風(fēng)向以及氣溫、氣壓等信息，應(yīng)包括瞬時(shí)值和599%。僅從規(guī)范的要求，你就會(huì)看出生產(chǎn)測(cè)風(fēng)塔是多么不可或缺，這也不難理解為什么有些“風(fēng)電工程男”把立好測(cè)風(fēng)塔看得像娶對(duì)“老婆”一樣重要?？墒?，實(shí)際情況有些令人失望。有些缺乏生產(chǎn)測(cè)風(fēng)塔的風(fēng)電場(chǎng)其風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)往往會(huì)采用機(jī)艙風(fēng)速儀數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)。但問(wèn)題是，機(jī)艙風(fēng)速儀安裝在風(fēng)輪之后，本身受到風(fēng)機(jī)尾流影響和風(fēng)輪擾動(dòng)影響，而且機(jī)艙風(fēng)速儀的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如測(cè)風(fēng)塔傳感器的精度，其天然的缺陷必然會(huì)導(dǎo)致風(fēng)功率預(yù)測(cè)另一方面，測(cè)風(fēng)塔可以為風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行后評(píng)估和閉環(huán)考核提供基準(zhǔn)標(biāo)尺。用好測(cè)風(fēng)塔至少能實(shí)現(xiàn)兩方面價(jià)值：一是可以定期向電網(wǎng)調(diào)度上報(bào)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)功率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)；二是能夠?yàn)轱L(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行后評(píng)估和閉環(huán)考核提供基準(zhǔn)標(biāo)尺。需要說(shuō)明的是，由于受葉片轉(zhuǎn)動(dòng)引起的擾流影響，風(fēng)機(jī)安裝的測(cè)風(fēng)設(shè)備并不能表征風(fēng)輪前真實(shí)捕獲的自由流風(fēng)速，因此就需要通過(guò)生產(chǎn)測(cè)風(fēng)塔提供的數(shù)據(jù)，建立由SCADA采集的機(jī)艙風(fēng)速與風(fēng)輪前自由流風(fēng)速的回歸關(guān)系，從而獲得校準(zhǔn)后的風(fēng)輪前風(fēng)速，進(jìn)而通過(guò)對(duì)能量可用率的計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類電量損失的精確分解及管理。那么問(wèn)題來(lái)了，既然SCADA系統(tǒng)的風(fēng)速“不準(zhǔn)確”，那么系統(tǒng)中顯示的功率曲線也會(huì)跟著“失真”嗎？這可是個(gè)價(jià)值不菲的問(wèn)題。遠(yuǎn)景能源相關(guān)部門負(fù)責(zé)人和《風(fēng)能》分享了一個(gè)案例：某風(fēng)電機(jī)組廠商SCADA系統(tǒng)中的機(jī)組功率曲線，其實(shí)際和理論功率曲線表現(xiàn)“嚴(yán)絲合縫”，基本沒(méi)有性能損失。但通過(guò)該機(jī)組附近的生產(chǎn)測(cè)風(fēng)塔提供的數(shù)據(jù)，按照IEC61400－12－1規(guī)范對(duì)功率曲線進(jìn)行標(biāo)定，“從瑞利分布的計(jì)算結(jié)果來(lái)看，功率曲線73%89%20%“基于生產(chǎn)測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)，可有效還原機(jī)組艙前風(fēng)速，從而精確量化機(jī)組性能、可靠性等設(shè)備相關(guān)損失，以及場(chǎng)內(nèi)外受累、限電等電量損失，及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。但前提是，這座測(cè)風(fēng)塔必須要有足夠的代表性和及時(shí)維護(hù)，而且要陪護(hù)風(fēng)電場(chǎng)完成20年的生命歷程，即便風(fēng)電場(chǎng)退役了，也還能守護(hù)這片風(fēng)資源歷史數(shù)據(jù)的完整性和真實(shí)性，迎接新風(fēng)電場(chǎng)的誕生。”上述負(fù)責(zé)人這樣描述測(cè)風(fēng)塔的一生?；氐接煤脺y(cè)風(fēng)塔的問(wèn)題，最為關(guān)鍵的一點(diǎn)，是要對(duì)它的代表性進(jìn)行定義。遠(yuǎn)景能源相關(guān)部門負(fù)責(zé)人透露，他和同事在格林云平臺(tái)上用算法邏輯就測(cè)風(fēng)塔的代表性原則進(jìn)行了定義。比如“范圍代表”原則，通過(guò)大量項(xiàng)目分析經(jīng)驗(yàn)、CFD適用性以及運(yùn)行項(xiàng)目的后評(píng)估驗(yàn)證，他和他的同事發(fā)現(xiàn)一個(gè)測(cè)風(fēng)塔在平坦地形代表范圍可以達(dá)到10千米甚至更遠(yuǎn)，在簡(jiǎn)單ft地地形可以達(dá)到4千米至6千米，而在復(fù)雜ft地則只有2千米至3千米。蓋擬布機(jī)區(qū)域的極限海拔。海拔落差過(guò)大區(qū)域，應(yīng)在不同區(qū)域分別設(shè)塔進(jìn)行代表。范圍內(nèi)應(yīng)該分別立測(cè)風(fēng)塔，或者優(yōu)先將其立于區(qū)域內(nèi)布置機(jī)組更多的粗糙度區(qū)域。值得一提的是，上述負(fù)責(zé)人提到了“高度配置代表性”原則。他提醒說(shuō)，立測(cè)風(fēng)塔時(shí)應(yīng)結(jié)合風(fēng)剪切大小和擬采用機(jī)型配置，來(lái)選取測(cè)風(fēng)塔高度和配置，以覆蓋輪轂高度風(fēng)速和風(fēng)輪面風(fēng)切變。此外，這位負(fù)責(zé)人還特別提到“功能性測(cè)風(fēng)塔”，比如生產(chǎn)塔、特殊地形測(cè)風(fēng)塔等等。他解釋說(shuō)，考慮風(fēng)電場(chǎng)后評(píng)估及風(fēng)機(jī)艙前風(fēng)速矯正，“功能性測(cè)風(fēng)塔”應(yīng)立在主風(fēng)向無(wú)遮擋且能保證足夠的自由扇區(qū)、地勢(shì)變化平緩的規(guī)劃?rùn)C(jī)位上風(fēng)向2至4比如為評(píng)估海邊風(fēng)速衰減，應(yīng)在近海和遠(yuǎn)海端分別立測(cè)風(fēng)塔。立測(cè)風(fēng)塔時(shí)應(yīng)結(jié)合風(fēng)剪切大小和擬采用機(jī)型配置，來(lái)選取測(cè)風(fēng)塔高度和配置，以覆蓋輪轂高度風(fēng)速和風(fēng)輪面風(fēng)切變?；蠛筒淮_定性?！耙苊膺@類問(wèn)題的發(fā)生，數(shù)據(jù)管理人員就必須實(shí)時(shí)對(duì)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)的測(cè)風(fēng)塔自動(dòng)管理功能，它可以自動(dòng)進(jìn)行測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)的郵箱下載，并采用代碼化的缺失數(shù)據(jù)、冰凍數(shù)據(jù)、異常數(shù)據(jù)和傳感器故障數(shù)據(jù)判斷邏輯進(jìn)行自動(dòng)判斷，出現(xiàn)任何類別的問(wèn)題都會(huì)自動(dòng)向管理工程師發(fā)送提醒信息或發(fā)送郵件至管理人員報(bào)修，將數(shù)據(jù)損失降到最低。作為為測(cè)風(fēng)塔安家立業(yè)的操盤者，趙宏亮格外關(guān)心測(cè)風(fēng)塔的一生，無(wú)論它被荒廢還是被拆除，都讓他心疼和心痛。也許是對(duì)測(cè)風(fēng)塔的人文關(guān)懷，遠(yuǎn)景能源相關(guān)部門負(fù)責(zé)人特別能夠理解趙宏亮對(duì)測(cè)風(fēng)塔的“心疼和心痛”，好在該負(fù)責(zé)人和他的同事可以在格林云平臺(tái)上規(guī)劃測(cè)風(fēng)塔的一生，不僅要讓它生好養(yǎng)好，還要好好回報(bào)投資人。從技術(shù)層面看，格林云平臺(tái)能夠?qū)y(cè)風(fēng)塔進(jìn)行全生命期的管理，當(dāng)一切還沒(méi)進(jìn)入場(chǎng)地時(shí)，作為風(fēng)資源工程師，你就可以基于中尺度數(shù)據(jù)選定資源較好的場(chǎng)址；當(dāng)一座風(fēng)電場(chǎng)的場(chǎng)址定了以后，你就可以快速做一個(gè)宏觀選址的規(guī)劃，包括安裝多少臺(tái)機(jī)組、大概在什么位置，那么為配合機(jī)組的機(jī)位，測(cè)風(fēng)塔應(yīng)立在哪里、有無(wú)足夠的代表性，都可以有解。更重要的是由此延伸出一個(gè)測(cè)風(fēng)方案設(shè)計(jì)，這樣就能保證設(shè)計(jì)出來(lái)的測(cè)風(fēng)塔不僅能代表風(fēng)電場(chǎng)，而且能夠長(zhǎng)期測(cè)風(fēng)，從風(fēng)電場(chǎng)測(cè)風(fēng)到投產(chǎn)運(yùn)行，數(shù)據(jù)有了很好的傳承。一個(gè)有趣的問(wèn)題是，在格林云平臺(tái)上測(cè)風(fēng)塔還能做什么？?jī)烧叩南嗤ㄒ馕吨鴾y(cè)風(fēng)塔的數(shù)據(jù)可以對(duì)機(jī)組的能量利用率EBA如果你關(guān)心某個(gè)風(fēng)資源區(qū)域的地形和植被變化情況