Rüzgar ölçüm lidarının uzun yıllardır rüzgar enerjisi endüstrisinde birden fazla senaryoda uygulanması ve araştırılması ile rüzgar enerjisi endüstrisi için artık yabancı bir ürün değil. Rüzgar enerjisi ile ilgili mühendisler, çalışırken rüzgar ölçümü için önemli bir araç olarak rüzgar ölçüm lidarını seçeceklerdir. Rüzgar ölçüm lidar üreticilerinin, rüzgar türbini OEM'lerinin ve rüzgar enerjisi sahiplerinin aralıksız çabaları sayesinde, rüzgar ölçüm lidarının fiyatı birkaç yıl öncesine göre büyük ölçüde düştü ve bu da rüzgar ölçüm lidarının pazar kapasitesinde önemli bir artışa yol açtı. ölçüm lidar. Eksik istatistiklere göre, 2020'de yerel rüzgar enerjisi endüstrisi, 150'den fazla kara tabanlı rüzgar ölçüm lidarını ve yaklaşık 1.000 nasele monte rüzgar ölçüm lidarını teslim etti. Beş yıl önce, karşılık gelen rakamlar 10 birimden az ve 5 birimden azdı. Pazar kapasitesinin büyümesi, endüstriyel rüzgar ölçüm lidar zincirini ve lidar üreticilerinin ürün geliştirme yeteneklerini de optimize etti. Bu değişiklikler pazarı beslemeye devam edecek ve rüzgar ölçüm lidarının fiyatı gelecekte daha da düşürülecek, bu da rüzgar Lidar için bir trend oluşturacak ve “Sıfır Karbon” hedefine önemli ölçüde katkıda bulunacak.
Rüzgar LiDAR'larının Farklı Rüzgar Projesi Aşamalarında Uygulanması
| Proje Arama | Tasarım ve Değerlendirme | Operasyon | Eski Rüzgar Çiftliği Güçlendirme / Yeniden Satış | |
| Rüzgar Kaynak Değerlendirmesi | Yatırım Yapılabilirlik Değerlendirmesi |
|
| |
| Rüzgar Türbini Performans Değerlendirmesi |
|
| ||
| Yük Kontrolü ve Optimizasyon |
|
|
|
Şu anda piyasada rüzgar ölçüm lidarının iki ana teknik yolu vardır, bunlar darbeli tutarlı algılama ve sürekli tutarlı algılamadır. Başvuru formları, yer tabanlı rüzgar ölçüm lidarını, nasele monte rüzgar ölçüm lidarını ve 3D tarama lidarını içerir. Bu makale esas olarak rüzgar enerjisi endüstrisinde darbeli tutarlı algılama uygulamasını tartışmaktadır. Darbeli tutarlı algılama rüzgarı Lidar'ın ölçüm prensibi şu şekildedir: lazer, sinyal ışığı üretir ve bunu optik anten ve tarama mekanizması aracılığıyla ölçülmek üzere havaya iletir ve içindeki aerosol partikülleri ile etkileşime girerek, içerdiği geri saçılmış bir sinyal üretir. hız bilgisi. Doppler ilkesinden, eko sinyalinin Doppler frekans kaymasının fd aerosol parçacıklarının hareket hızıyla (yani rüzgar hızıyla) orantılı olduğu bilinebilir, bu nedenle optik anten tarafından alınan geri saçılan sinyal yerel sinyalden geçer. Sistemdeki fiber lazer tarafından üretilen osilatör. Radyal rüzgar hızını elde etmek için optik vuruş frekansı ve dijital demodülasyon işlenebilir. Tarama mekanizması, lazer emisyon yönünü, emisyon frekansını ve periyodik ışınların sayısını kontrol eder ve ardından periyottaki radyal rüzgar hızının hedef rüzgar hızına sentezlendiği bir zaman-uzay modeli oluşturur. Örneğin, Molas B300 yer tabanlı rüzgar lidar, uzay vektörü rüzgar hızını 4 kiriş aracılığıyla elde etmek için VAD tarama yöntemini benimser ve ardından yatay rüzgar hızı, rüzgar yönü ve dikey rüzgar hızını elde eder.
Yere dayalı rüzgar ölçüm lidarı, rüzgar enerjisi endüstrisindeki en eski uygulama şeklidir. Ortaya çıkışı, rüzgar ölçüm kuleleri pazarının bir kısmının yerini almış ve bazı rüzgar ölçüm kulelerinin tamamlayamadığı işleri telafi etmiştir.
Rüzgar kuleleri ile karşılaştırıldığında, rüzgar Lidar aşağıdaki avantajlara sahiptir:
#1 Uzun Menzilli
Tüm rüzgar türbini rotorunu kapsayabilen 300 m'ye kadar ölçüm yapabilir
#2 Esnek Dağıtım
Kurulumu kolaydır ve tekrar tekrar kullanılabilir
#3 Hızlı Kurulum
Aynı gün içinde kurulum yapılabilir ve aynı anda rüzgar verilerini almaya başlayabilir.
#4 Geliştirme Dostu
Daha düşük arazi kullanımı ve yerel yönetim, yetkililer ve bölge sakinleri tarafından kolayca kabul edilebilir
#5 Düşük Güvenlik Riski
Çok daha az inşaat işi, yüksekte çalışma riski yok
#6 Çevreye Uyarlanabilir
-40℃ ile 50℃ arasında ve kar altında veya donmuş havalarda çalışabilir
Yere dayalı rüzgar ölçüm lidar (IEC61400-12-1) için uluslararası standardın oluşturulması, üçüncü taraf yetkili kuruluşların belgelendirilmesi ve test edilmesi ve rüzgar enerjisi endüstrisinde çok sayıda uygulama ve araştırma ile ölçüm doğruluğu endüstride geniş çapta tanınmaktadır ve giderek daha fazla OEM, üçüncü taraf kuruluş ve işletme sahibi bunu rüzgar santrali inşaatının tüm aşamalarında kullanmaktadır. Ana uygulamalar şunları içerir: rüzgar kaynağı değerlendirmesi, güç eğrisi testi, rüzgar enerjisi tahmini, yük testi, vb.
1) Rüzgar kaynağı değerlendirmesi
Rüzgar santralinin makro yer seçimi aşamasında, kısa süreli rüzgar ölçümü için rüzgar ölçüm lidarının kullanılması proje yatırımına devam edip etmeme, zamandan ve maliyetten tasarruf ve proje riskini en ekonomik araçlarla azaltma konusunda hızlı bir şekilde karar verebilir.
Mikro yerleşim aşamasında, rüzgar kulesi verileriyle birlikte rüzgar ölçümü lidar kısa vadeli rüzgar ölçümünün kullanılması, tüm rüzgar çiftliğinin rüzgar kaynaklarını, özellikle rüzgar türbini sahasının rüzgar kaynaklarını etkili bir şekilde önleyebilen rüzgar kaynaklarını daha doğru bir şekilde simüle edebilir. tek bir birimin yatırım riskini, elektrik üretim gelirini doğru bir şekilde hesaplayın ve birimin güvenlik özelliklerini sağlayın.
Açık deniz rüzgar gücünün hızlı gelişimi ile birlikte, açık deniz rüzgar kaynağı değerlendirmesi endüstride acil bir ihtiyaç haline gelirken, geleneksel açık deniz rüzgar kulesi pahalı maliyet, karmaşık onay prosedürleri, uzun inşaat süresi vb. dezavantajlara sahiptir. Rüzgar ölçümü LiDAR, açık deniz rüzgar ölçümü için ilk tercih. Karada rüzgar ölçümünden farklı olarak, deniz rüzgarı ölçümündeki lidarın karşılık gelen bir fiziksel taşıyıcıya sahip olması gerekir, mevcut taşıyıcılar sabit platform ve şamandıra iki formdur, bunlardan platformun petrol sondaj platformu, deniz feneri, destek gibi mevcut sabit taşıyıcıya atıfta bulunduğu istasyon vb., açık deniz platform rüzgar ölçüm yatırımı küçüktür, ancak platform kaynakları aranamaz, taşıyıcı olarak şamandıra (Flidar), mevcut açık deniz rüzgar ölçümünün ana biçimi haline gelmiştir. IEAWind TCP TASK32, Flidar ile ilgili standartları geliştirmektedir ve ilgili standartların getirilmesi, Flidar'ın spesifikasyon kullanımına ve ilgili teknolojilerin geliştirilmesine yardımcı olacaktır. Ülkenin nispeten önemli bir kaynağı olarak, verilerinin güvenliği ve güvenilirliği özellikle önemlidir ve Flidar tarafından taşınan rüzgar ölçüm lidarının yerelleştirilmesi büyük bir gelişme trendi haline gelecektir.
2) güç eğrisi testi
Uluslararası Elektroteknik Komisyonu tarafından yayınlanan rüzgar türbini güç eğrisi doğrulama standardı IEC61400-12 hükümlerine göre, rüzgar türbini güç eğrisinin ölçümü rüzgar kulesi tarafından yapılmalı ve konumu ile jeneratör seti arasındaki mesafe olmalıdır. rüzgar türbininin çapının 2 ila 4 katı olmalıdır ve rüzgar ölçüm kulesi seçilen ölçüm sektöründe bulunmalıdır. Bununla birlikte, rüzgar çiftliği inşaatının tamamlanmasından sonra, orijinal inşa edilmiş rüzgar kulesi konumunun güç eğrisi testinin gereksinimlerini karşılaması zordur ve yeni rüzgar kulesinde arazi, arazi edinimi, inşaat döngüsü dahil olmak üzere birçok kısıtlama olacaktır. güç eğrisi testinin uygulanmasını zorlaştıran fiyat vb. IEC61400-12 standardının 2017 revizyonunda, rüzgar ölçüm lidarının esnek bir şekilde konuşlandırılması ve güç eğrisi testinin diğer özellikleri nedeniyle güç eğrisi testi için kullanılabilecek ekipman listesine rüzgar ölçüm lidar dahil edilmiştir. projenin kolay uygulanabilmesi, DNVGL, Windguard ve pratik test uygulamaları için diğer teknik otoriteler.
3) rüzgar enerjisi tahmini
Güç sisteminin güvenli ve istikrarlı çalışmasını sağlamak, ulusal yenilenebilir enerji politikasını uygulamak ve rüzgar enerjisi şebekesine bağlı sevk ve işletme yönetimini standart hale getirmek için, şebekeye bağlı tüm rüzgar çiftlikleri rüzgar enerjisi tahmin etme yeteneğine sahip olmalıdır. ve gerektiği şekilde rüzgar enerjisi tahmini ve tahminini gerçekleştirin. Rüzgar enerjisi tahmininin geleneksel rüzgar ölçüm yöntemi, rüzgar çiftliği izinden ve rüzgar çiftliği baskın rüzgarından etkilenmeyen rüzgar çiftliğinin 5 km yakınında bir rüzgar ölçüm kulesi inşa etmektir. Rüzgar kulesinin kışın donması sorunu nedeniyle çökme kazalarına yatkındır, ciddi güvenlik tehlikeleri vardır ve veri kesintisinden sonra şebeke değerlendirmesine neden olmak kolaydır. Rüzgar kulelerinin inşası ayrıca karmaşık arazi edinim prosedürlerine, uzun inşaat süresine, yüksek maliyete ve zor bakıma sahiptir. Büyük rüzgar ölçüm yüksekliği, küçük ayak izi, kısa inşaat süresi, yüksek güvenilirlik ve çökme riskinin olmaması ile lidar, güç tahmin sistemlerinde avantajlarını yavaş yavaş göstermiştir. Küçük ve güvenli lidarın özelliklerine dayanarak, koşullar izin verirse, sahibi, rüzgar kulesi ile karşılaştırıldığında, inşaat prosedürleri veya bakım olsun, güçlendirici istasyonda lidar yerleştirmeyi seçebilir, özellikle deniz yükselme istasyonu gibi bariz avantajlara sahiptir, rüzgar kulesi yerine lidar kullanılmasının ekonomik faydaları daha çok ön plana çıkmaktadır.
Yere dayalı rüzgar ölçüm lidarının ve rüzgar kulesinin işlevleri arasındaki yüksek derecede örtüşmeden farklı olarak, nacelle rüzgar ölçüm lidar, rüzgar enerjisi endüstrisinde rüzgar türbininin önündeki rüzgar hızını ölçebilen yeni bir uygulamadır. kanat türbülansından etkilenmez ve ana uygulamalar şunları içerir: ileri besleme kontrolü, sapma düzeltmesi ve güç eğrisi testi.
1) ileri besleme kontrolü
İleri beslemeli kontrol, nacelle lidarın ana uygulamasıdır. Şu anda, dünya çapında 1500'den fazla ünite, nasel rüzgar lidarını rüzgar türbininin kontrol sistemine bağladı. Ve 90%'den fazla nasel rüzgar lidarında, daha fazla kirişin kanadın önünde daha zengin gelen akış bilgisi elde edebilmesi ve ardından tüm rotor yüzeyinin rüzgar hızını simüle edebilmesi nedeniyle en az 4 kiriş bulunur.
Nasel rüzgar lidarına dayalı ileri beslemeli kontrol şunları sağlar:
(1) akıllı yalpalayarak ünitenin güç üretimini 2%'den fazla artırır.
(2) yorulma yükünü azaltmak, rotor hızı dalgalanmalarını ve güç dalgalanmalarını azaltmak
(3) nihai rüzgar durumu kontrolünü gerçekleştirin ve limit yükünü azaltın
(4) karmaşık rüzgar durumu kontrolünü gerçekleştirir ve rüzgar türbininin çalışma riskini azaltır
(5) rüzgar koşullarının uyarlanabilir kontrolü, rüzgar koşullarına göre kontrol stratejilerinin esnek dağıtımı
(6) rüzgar çiftliklerinin çoklu türbin ağ kontrolü, tüm rüzgar çiftliği üzerindeki uyanma etkisini azaltır ve tüm rüzgar çiftliğinin güç üretimini arttırır.
Birçok faktörden etkilenen, rüzgar türbininde nacelle rüzgar lidarının popülaritesi beklentilere ulaşmaktan uzaktır, son yıllarda neredeyse tüm rüzgar türbini OEM'leri, nacelle rüzgar lidarına dayalı ileri beslemeli kontrol teknolojisine güçlü ilgi gösterdi ve ilgili testlere başladı ve nasel rüzgar lidar maliyetlerinin araştırma ve kontrolünün derinleştirilmesiyle çalışmalar, nacelle rüzgar lidar pazarı büyük ölçüde geliştirilecek ve hatta rüzgar türbinlerinin standart bileşenleri haline gelecektir.
2) sapma düzeltmesi
Motor motoru rüzgar lidarının kullanımı iki sapma modu elde edebilir, birinci mod, gerçek zamanlı sapma kontrolünü elde etmek için rüzgar türbini ana kontrol sistemine yukarıda bahsedilen motor yeri rüzgar lidarıdır; ikincisi, türbin yönü ve rüzgar yönü arasındaki sapma bilgilerini toplamak için rüzgar türbinine bir süre (çoğunlukla yaklaşık bir ay) rüzgar türbinine nasel rüzgar lidarını kurmak, ölçümden sonra nasel rüzgar lidarını sökmek, sapmayı hesaplamaktır. nasel rüzgar lidar verileri aracılığıyla ünite oryantasyonu ve sapma düzeltmesinin amacına ulaşmak için rüzgar türbini kontrol sistemine sapma değerini düzeltin. Mod 1'in rotadan sapma hedeflerine ulaşmak için rüzgar türbini kontrol stratejisi ile işbirliği yapması gerekirken, mod 2'deki nasel radarın uygulanması daha kolay olan ana kontrol sistemine bağlanmasına gerek yoktur, bu nedenle mod 2 için ilk tercih haline gelmiştir. birçok müşteri.
3) güç eğrisi testi
IEC61400-12 standardı, güç eğrisi hesaplaması için rüzgar hızının 2 ila 4 katı olan pervane çapının kullanılmasını önerir ve ileri besleme kontrolü için ortak nacelle rüzgar lidar aralığı 200m'den azdır ve tamamını ölçebilmek için rotor yüzey rüzgar hızı, üst ve alt kiriş gerilim açısı çok büyük, rotor çapı rüzgar hızının 2-4 katı ölçülebilir olsa bile, sentetik rüzgar hızı ve gerçek rüzgar hızı büyük bir sapmaya sahip olacaktır. Bu nedenle, güç eğrisi testi için uygun bir nacelle rüzgar lidarına ihtiyaç duyulmuştur. Movelaser tarafından tanıtılan Molas NL400, orijinal nacelle rüzgar lidarına göre geliştirildi ve ölçüm aralığı, ünite çapında rotor çapının 2 ila 4 katı olan rüzgar hızını kolayca ölçebilen 400m'ye yükseltildi. Uzun mesafelerde rüzgar hızının doğruluğunu sağlamak için üst ve alt gerilim açıları 10° olarak değiştirildi. Güç eğrisi testi için nasel rüzgar lidarına ilişkin mevcut standart IEC61400-50-3 hazırlanmakta ve 2022'de yayımlanması beklenmektedir. DTU'nun himayesinde yazılan nasel rüzgar lidarına dayalı bir güç eğrisi test yöntemi kamuoyuna duyurulmuştur. .
Kabin radarı üniteye monte edildiğinden ve güç eğrisi testi için rüzgar kulesi veya yer tabanlı radar kullanımına kıyasla türbinin dönüşü eşlik ettiğinden, mevcut veri sektörü rüzgar yönünden etkilenmez ve her bir rüzgar hızı bölümünün rüzgar hızı verileri daha kısa sürede toplanabilir. Kulelerin veya yer tabanlı radarların dağlık alanlarda ve denizlerde dikilemediği veya kurulamadığı alanlar için, güç eğrisi testi için nasel lidar kullanmanın avantajları daha açıktır.
Türkçe 
English 
Nederlands 
Español 
Português 
العربية 
Français 
한국어 
Tiếng Việt 
ไทย 
Bahasa Indonesia