7月初，在上海國際海上風電及風電產(chǎn)業(yè)鏈大會上，泰勝風能技術的蔡濤分享了用激光測風設備進行偏航控制。泰勝風能技術是泰勝風能裝備的一個全資子公司，泰勝在國內(nèi)的塔架生產(chǎn)方面有知名度，在國內(nèi)各地有它的生產(chǎn)基地。泰勝風能技術主要是針對于提高風力發(fā)電機的風能效率，致力于這方面的風能技術服務的業(yè)務，除了我是負責中國方面的業(yè)務之外，我們在澳洲、北美、印度這些也都在籌備相關的業(yè)務，我們有一批在國內(nèi)國外資深的一些專家來做這方面的服務，泰勝風能技術不是一個貿(mào)易公司，主要是一個風電的服務公司，我們叫360度風電運營效率改進，也就是說對一些風電場的改進，幫助業(yè)主提升管理水平以及技術水平，提高風機的效率來提升風電場的運行效率。我們用激光測風設備來進行靜態(tài)、動態(tài)的偏航控制，另外還有風力發(fā)電機動態(tài)變槳測量。 

      風力發(fā)電機應該說偏航誤差很普遍，幾乎每臺風機上面都有或多或少的偏航誤差，它的產(chǎn)生原因是多種多樣，我們傳統(tǒng)風力發(fā)電機方向測量的設備都是裝在風力發(fā)電機的尾部，無論是機械的還是超聲波，都是裝在尾部，槳葉的擾動干擾，另外還有機艙的外形而造成風機在外形上擾流的作用造成偏航誤差，也是非常重要的作用。還有安裝上的誤差，制造上的誤差，也是偏航誤差的原因，這不是主要的，主要是氣動上造成的誤差。原來在傳統(tǒng)技術上不能測到偏航誤差偏多少度，大家都知道有偏航誤差，但是到底偏航多少沒有多少，現(xiàn)在我們有了激光設備，應該說有了這樣一個測量手段，也使我們這個矯正有了可能。偏航誤差造成風力發(fā)電機發(fā)發(fā)電量的損失，以及額外的風力載荷，以及風機因為載荷的增加造成故障率的提高?，F(xiàn)在更重點的關注與偏航誤差帶來的直接發(fā)電量的損失，這是一條COS平方的曲線，我們在歐洲做了很多隨機調查，隨機抽取了一些風力發(fā)電機，可能只有20-25%的風機的偏航誤差在2度以內(nèi)，風力發(fā)電量0.2-0.5%的損失，大部分風機偏航誤差在6度以上，會造成2%的損失。 

     這里面每一個藍點就是一次測量絕對誤差的測量點，我測量點的時候風向與風機主軸的偏差到底是多少，我們以前經(jīng)常跟業(yè)主交流的時候，業(yè)主說我們這個風機很先進，我們風機出廠時候都校準的很準，所以沒有偏航誤差，但是實際上這個偏航誤差無關于這個風機是國產(chǎn)的還是進口的，早期的還是現(xiàn)在的，我們發(fā)現(xiàn)都或多或少存在偏航誤差，這個是國產(chǎn)風機的偏航誤差，達到了10度，相當于3%的發(fā)電量損失。對于偏航誤差我們可以怎么來矯正呢，用激光的設備怎么來矯正，首先對一個風機來講，我們在風機的頂上面安裝激光測風雷達，經(jīng)過2-4周左右的測量，我們會得到這樣一個閃點圖，我們通過調整測風儀或者修改風機的參數(shù)，把它糾到0度或者1度以下，在調整完以后，這個激光測風設備就可以拆除，移到下一臺風機進行測量，這時候風機在矯正好的情況下進行運行。大部分已經(jīng)安裝的風機都可以用這種來進行服務。我們還有一種服務模式，叫做動態(tài)風機偏航誤差控制，這是一種永久的安裝，也是經(jīng)過兩周左右的測量，測量到這個風機平均的偏航誤差，對這個偏航誤差我們進行矯正，矯正到0度，這個時候我們并不拆卸激光設備，而是我們安裝一個轉換箱的這樣一個設備，把原來測風儀的接線轉接到轉換箱，把激光設備的信號接入到這個轉換箱里面，把風機控制輸入信號接入轉換箱的信號，平時以激光來控制。由于風機能夠接收到風機方向的風向信號，所以對于風機的偏航控制能夠更精確，能夠使風機更好的對準風向，風機的絕對誤差離散性變好了，風機能夠更好的對準風，風機的發(fā)電量有所提高。這是我們信號轉換箱的原理圖，在這個里面我們把以前的控制信號也接到這個控制箱里面，把激光器的信號也接入到控制箱里面，控制箱有控制的邏輯，能夠在激光設備極端的情況下面，信號可以切換到傳統(tǒng)的風向儀上面，使風機繼續(xù)運行。 

       這個激光測風儀是丹麥的，比目前市場其他的測風儀價格低，大概是測風設備20%左右的價格，所以具有很好的價格性價比。在風機上面我們可以用傳統(tǒng)三腳架的方法，也可以用特殊的支架，像金鳳和遠景的風機，由于安裝的限制，所以我們用了一個專門的支架來進行安裝。激光偏航校正來講有它的普遍性，能夠提高風機發(fā)電量，能對的更準，能夠提高發(fā)電量。他安裝了偏航校正以后能夠提高發(fā)電量。因為我們不會改變控制邏輯和控制參數(shù)，所以對風機來說實現(xiàn)簡便，另外因為風對的更準，載荷更低，對于風機來講提升了發(fā)電量以后降低了載荷，所以它是非常安全的提升發(fā)電量的手段，對于任何的風機都可以實施。另外這個激光設備只有現(xiàn)在市場上激光設備的五分之一左右，成本低廉，有比較高的性價比。另外激光設備，在風機發(fā)展的過程當中，激光技術在風機發(fā)展過程當中扮演了非常重要的角色，在風機今后發(fā)展的技術當中可以風機的提前變槳、變速以及獨立變槳這樣一些功能，來更多的提升風機的發(fā)電量，來降低風機的載荷，降低風機的制造成本，目前來講很多的國內(nèi)外廠商已經(jīng)開始考慮把激光設備作為風機的標配來提供。 

      對于一個風力發(fā)電機發(fā)電量的提升，很重要的一點是如何來評價這個效果，最有效的也是最準確、最直觀的是功率曲線的測量，藍色這一條是沒有經(jīng)過校正的，紅色的這條是經(jīng)過偏航誤差校正的曲線，越是平均風速低的風場，通過校正提升的百分比越高。但是功率曲線測量由于費用比較高，時間也比較長，所以我們不可能在每一個風場來實現(xiàn)。在一個風場當中我們選取一部分風機先進行偏航校正，然后把這一部分校正的風機和沒有校正的風機，在校正之前和校正之后同時期的發(fā)電量進行比較，因為它接受的風況是一樣的，它們相對發(fā)電量的提升也就是它改進所帶來的收益，相對發(fā)電量的比較在任何風電場都可以進行。第三個，在歐洲現(xiàn)在也是一個比較成熟的理論，COS平方曲線，2000年由Rosie實驗室提出來的，2002年國際電工學會做了認證，這條曲線在歐洲作為偏航誤差提升發(fā)電量數(shù)值計算上面的一個依據(jù)，當你計算到偏航多少以后，提升發(fā)電量提升多少拿這個來計算。在我們現(xiàn)實當中也有一定的意義，因為我們不可能每一臺風力發(fā)電機來進行比較，雖然可能，但是現(xiàn)在很長的時間。 

      投資回報來講，偏航誤差直接帶來的是發(fā)電量的提升，所以所有的成本我們并不是說我們風電場來承擔，其實所有的成本從長期來講是電網(wǎng)在支付這筆費用，也就是說我多賣了電，我投資部分的投資通過多賣電來收回。上面這部分是動態(tài)安裝的情況，激光測風儀永久安裝的情況。對于小風機來講，因為它的臺數(shù)多，提升相同發(fā)電量情況下面它的經(jīng)濟性相對比較低。對于大風機，發(fā)電量要好于靜態(tài)改正的模式。對于1.3兆瓦以下的風機，通過剛才講的靜態(tài)校正，也就是說用激光測風儀來校正傳統(tǒng)風機的模式，大概半年到一年可以收會校正的投資。這個是我們使用的激光測風儀，可能有很多人在我們的展臺上已經(jīng)看到過了，它包括兩部分，這個是風機機艙頂上安裝的部分。這是我裝載機艙內(nèi)部的控制盒，整個重量只有十幾公斤，安裝非常容易，任何風機都可以安裝，里面有加熱器，透鏡上面我們使用了納米料的涂層，不會結冰，在寒帶地方都可以使用。這個設備進行了各種實驗，防振動、干電子干擾都經(jīng)過了一系列測量?，F(xiàn)在我們拿這個做偏航誤差的校正，從長期來講，風機會對使用激光做更多的應用，在提前變速變槳應用上面，使風機有更低的載荷，更多的發(fā)電量，來使風機的性能更高，謝謝。