風電場前期測風塔集中管理系統(tǒng)

　　在風電場規(guī)劃階段，測風塔位置的選擇是否合理、測風數(shù)據(jù)完整度等因素直接影響風電項目可研階段風電場產(chǎn)能計算的準確性。從而關系到風電場建成投運后整體效益。合理的測風塔位置選址和正確的數(shù)據(jù)采集、處理方法是風電項目前期的基礎。

　　如果將風電場開發(fā)項目比作一場戰(zhàn)事，測風工程無疑是個周密安排的軍事行動，此時測風塔就成為了行動中至關重要的偵察兵。

　　統(tǒng)計分析顯示，測風數(shù)據(jù)10%的誤差可能導致風場年產(chǎn)能30%左右的誤差，因此，提高測風數(shù)據(jù)的準確性和可靠性對風場開發(fā)具有非常重要的意義。  

　　風電開發(fā)的行業(yè)規(guī)范和眾多項目經(jīng)驗表明，測風塔代表性選址及數(shù)量的選擇是影響測風數(shù)據(jù)準確可靠的主要因素。然而，目前在風電場前期測風塔管理中，依然存在如下問題，令人不容樂觀。

　　近年來，隨著風力發(fā)電技術的不斷成熟，風力發(fā)電行業(yè)迅速發(fā)展。各風電開發(fā)商開始觀注風資源、搶占風資源，在風資源豐富區(qū)投資設立測風塔，為將來風電場的投資建設獲取第一手風能資料。

　　風電場內(nèi)安裝的測風塔多一般采用鋼絞線斜拉加固方式，高度一般為40~150米。在塔體不同高度處安裝有風速計、風向標以及溫度、氣壓等監(jiān)測設備。可全天24小時不間斷地對場址風資源情況進行觀測，測量數(shù)據(jù)被記錄并存儲于安裝在塔體上的數(shù)據(jù)記錄儀中。

　　風速儀、風向標安裝時，一般至少安裝三層，其中應有一套風速、風向傳感器安裝在10m高度處，另一套風速、風向傳感器應固定在擬安裝的風力發(fā)電機組的輪轂中心高度處。目前大部分風電運行商，采取的70米高度的測風塔，10米～70米安裝4～5層風速傳感器，10米～70米高度各安裝一套風向傳感器。為避免氣流畸變一般在70米高度處（輪轂高度）對稱安裝兩套風速、風向傳感器。

　　在我國風資源豐富“三北”及其他一些地區(qū)，自然資源都較為惡劣，經(jīng)常會發(fā)生如下的硬件設備故障：風杯損壞（人為、極端天氣、設備）、 風速及風向標短路 、測風塔電量不足、倒塔（人為、極端天氣、工程）。基于以上問題，東潤環(huán)能測風塔集中管理系統(tǒng)，可以及時監(jiān)控測風儀器的運營狀況監(jiān)控，如建立數(shù)據(jù)庫、質(zhì)量控制、及時完備率監(jiān)控、測風塔異常狀況報警等。測風塔故障需及時處理，東潤環(huán)能可以對測風設備的完備率進行監(jiān)控，對測風塔異常狀況進行實時報警，為核準前測風數(shù)據(jù)有效率＞90%提供硬件保障。

　　測風塔測風儀采集的數(shù)據(jù)一般通過無線通訊（GSM,GPRS/CDMA），衛(wèi)星，短波等方式進行數(shù)據(jù)傳輸。在沒用無線通訊信號的地方則采取現(xiàn)場取數(shù)據(jù)的方法。

　　國標規(guī)定現(xiàn)場測量、收集數(shù)據(jù)應至少連續(xù)進行一年，并保證采集的有效數(shù)據(jù)完整率達到90%以上。但目解決測風塔的有效數(shù)據(jù)，存在如下問題：測風數(shù)據(jù)傳輸方式信號異常導致的數(shù)據(jù)缺失；傳輸過程中存儲的測風數(shù)據(jù)異常；各種原因導致的測風數(shù)據(jù)缺失。

　　東潤環(huán)能測風塔集中管理系統(tǒng)，首先對對收集的數(shù)據(jù)進行初步判斷，判斷數(shù)據(jù)是否在合理的范圍內(nèi)；判斷不同高度的測量記錄相關性是否合理；判斷測量參數(shù)連續(xù)變化趨勢是否合理，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)缺漏和失真時，可以進行測風數(shù)據(jù)插補與完善，如衛(wèi)星數(shù)據(jù)插補、基于中尺度氣象預報數(shù)據(jù)插補等。

　　四、 影響風機產(chǎn)能計算結果的因素

　　利用一般的風資源評估軟件估算風電場產(chǎn)能的時候，由于軟件計算過程中采用的數(shù)值模擬模型的局限性，當所選測風塔位置不能代表風場內(nèi)風機總體位置時，評估軟件的計算結果很可能與場區(qū)內(nèi)實際風資源情況不符。導致計算產(chǎn)生一定偏差。當?shù)匦屋^為平坦、地面障礙物較少、植被單一、地域較小時，測風塔位置的選取對產(chǎn)能估算結果產(chǎn)生的誤差很小，這種誤差基本顯現(xiàn)不出來。但當?shù)匦屋^復雜時，這種偏差就會很大，誤差可以達到30%以上。

　　當測風塔位置低于整個風場風機高度時，利用風資源評估軟件計算發(fā)電量時，產(chǎn)能往往會被高估。反之當測風塔位置高于風機整體高度時發(fā)電量會被低估。有些人誤認為將測風塔安裝在場區(qū)內(nèi)海拔相對較低的位置，這樣獲取的測風數(shù)據(jù)相對保守，這種想法是錯誤的。　　

　　局部地形及陡峭度也會對產(chǎn)能計算產(chǎn)生一定的影響，1997年在柏林歐洲風能會議上，NielsG.Mortensen 和 Erik.L.Petersen的論文中提到：如果測風塔位置非常陡峭，而規(guī)劃場址不太陡峭，風電機組處風速會被低估，從而發(fā)電量會被低估的更多。反之，當測風塔位置較陡峭，而規(guī)劃區(qū)域相對平坦時發(fā)電量會被高估，而且被高估的比例會更大。

　　對于臨近的前期測風塔，東潤環(huán)能依托目前風電功率預測所覆蓋裝機容量4800余萬千瓦的風電場裝機，和數(shù)百并網(wǎng)風電場測風塔觀測數(shù)據(jù)，可以根據(jù)目前風電場實際運行情況，并對測風數(shù)據(jù)進行有效的測風數(shù)據(jù)挖掘，給出專業(yè)的測風塔數(shù)據(jù)分析報告，對后期風電場的產(chǎn)能評估和投資提供具有實戰(zhàn)意義的指導和建議。

　　五、 實現(xiàn)手段

　　東潤環(huán)能以服務型SaaS（軟件即服務）的形式提供分布式電站數(shù)據(jù)服務,支撐用戶的運維、經(jīng)營業(yè)務。

　　專業(yè)：數(shù)百座測風塔運營經(jīng)驗，氣象與軟件專家融合的專業(yè)數(shù)據(jù)運維團隊，衛(wèi)星觀測與模式結果，集合補齊缺測數(shù)據(jù)；

　　方便：可視化操作界面監(jiān)控所有測風數(shù)據(jù)，實現(xiàn)在線分析；

　　全面：測風數(shù)據(jù)監(jiān)控、質(zhì)量控制、缺測補齊、異常警報和歷史統(tǒng)計全流程覆蓋。