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UL在海上风场完成机舱式激光雷达湍流校验

日期:2019-07-09    来源:中国风电新闻网  作者:杨帆

国际新能源网

2019
07/09
10:01
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关键词: 海上风电 海上测风塔 海上风场

  UL在海上风场完成机舱式激光雷达湍流校验
 
  一、前言
 
  在海上风场对功率曲线进行测试时,测风是一个难题: 树立海上测风塔十分昂贵,而机舱式激光雷达尚未得到IEC标准的认可,测得的风速和湍流强度是否精确可靠,能够替代传统风杯式风速计,则一直没有定论。 如果解决了风速数据校验的问题,机舱式激光雷达作为海上测风的解决方案,将为海上测试节省巨大的开支。
 
  近日,UL完成了一项机舱式激光雷达的校验工作,旨在验证激光雷达输出湍流的有效性。被验证的激光雷达是一种四束光的Leosphere WindIris机舱式激光雷达,验证的结果证明了该雷达在经过第三方标定后,测得的风速和湍流都是精确可靠的。
 
  二、校验过程
 
  激光雷达的校验分为两个阶段,第一步是激光雷达的第三方标定。
 
  首先,激光雷达被放置在陆上试验风场30米高的平台上,与邻近两个同样为30米高的测风塔进行比对。
 

 
  当激光雷达机头设置为正5°的仰角时,激光雷达底部的两束光(LOS2, LOS3)将平行于地面,并分别射向距离178米之外的两个测风塔。激光雷达记录的湍流以十分钟一个统计数据输出,并与计算得到的测风塔湍流均值进行比较,测试比较了近一个月的采集数据。其间,我们对湍流比率(测风塔湍流/雷达湍流)与雷达测得风速的关系进行了分析。
 
  
 
  测风塔湍流与雷达湍流在测试期间体现了显著的相关性,在3m/s~10m/s的有效风速区间内,湍流比率接近于1,并均在[1±5%]的置信区间内。
 
  第二步是把经过标定后的激光雷达安装在真实的海上风场。
 
  我们把该激光雷达安装在兴化湾某测试风机上。激光雷达记录的风速,湍流会以十个距离门分别输出。因此,我们在第二阶段的测试中,验证了不同距离门对湍流信号准确性的影响。测试持续了两个月的时间,并剔除了扇区对湍流的影响。
 
 
 
 
 
  可以说,经过统计数据对比说明,距离门对湍流没有显著影响。
 
  三、结论
 
  通过陆上及海上风场测试结果表明,激光雷达湍流可以有效溯源到风杯式测量仪湍流,并且在3m/s~10m/s的风速区间内,5%~25%的有效湍流区间内,激光雷达与风杯式测量仪呈线性关系,且湍流比率接近于1,并且在可用风速范围内保持稳定。
 
  此次UL对于机舱式激光雷达湍流的验证,将为海上风机型式测试提供经济且有效的解决方案。目前,UL已经为众多客户提供了激光雷达验证、海上测风、基于机舱式激光雷达的功率曲线测试的服务项目。
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