金风智库 | 风资源大求真：哪款测风方案更适合你 什么情形下该用什么测风类型？

编者按 

《风资源大求真：风机间距到底多少才算够？》讲述的是风机间距究竟多少才算合适，文章发出去以后，引起了一些争鸣：（1）关于风机尾流损失可以接受的标准不清楚。作者观点是：尾流损失带来的附件湍流增加是要关心的首要问题，而解决这个问题的核心在于尾流模型本身。基于大量的实测数据和仿真建模，我们在WindUnified中推出了一个修正的模型，藉此能够得到较为准确的载荷输出参数，保证安全性。（2）关于甘肃平坦地形的验证案例。限于篇幅和能力，确实没有将整个研究的细节完全展现。但是，从这个结论中我们能够得到的启示是：无论如何尾流的不确定性要比我们想象的更高，尽可能增加间距是目前唯一可以解决的途径。 

有风友给作者发留言，问FreeMeso下载不了，给一个终极解决的办法：

 请登录 http://freemeso.goldwind.com.cn，进入网站之后点击中尺度，里面有最新的APP下载。

今天中午大客户总监张老板找我，说有客户想知道激光测风和普通测风那个好。为回答这个简单而复杂的问题，也如前篇查找了一些参考资料。测风在学界过于小众，网络资料倒是不少，不碍乎：（1）测风设备（传感器、记录仪和铁塔）介绍；（2）测风塔选址原则，用中尺度数据辅助找风、选址；（3）测风塔代表性判定；（4）测风塔施工、运行与维护之类的。今天咱们换个角度，从需求层面来说说测风。

什么情形下该去测风？  

（A）风场开发中，按照国标需测满一个完整年以上的数据，用于风资源评估与风场设计; 

（B）风机在运维期间，按照电网调度要求，需在场区内设置用于风功率预测的测风塔; 

（C）在某些复杂地形风电场评估过程中，有些前期测风代表性不足的需要补充测风;   

（D）机组运行期间，某些机组运行出现某些特殊的状况，需要测风与机组进行对比观测; 

（E）机组运行控制、风机认证、风场标定与机舱传递函数（NTF）修正等，与IEC标准相关的测风需求; 

（F）机组功率曲线优化、发电量提升、机组出质保等，需要同期测风; 

（G）用于科研、资源普查等的测风。 

 不同的测风类型都有各自的优缺点，但是，简言之： 

（A）（B）适宜使用桁架式/自立式铁塔； 

（C）视项目进度和目的，仅对风流场校验短期测量，适宜使用激光雷达或声雷达  ，若测风选址不准确时，建议依然使用桁架式；  

（D）（E）（F）目前桁架式/自立式铁塔为主，但是由于机动性、灵活性、经济性考虑，越来越多的使用了激光雷达，IEC标准也逐渐接受了它的可靠性; 

（G）按照研究需要灵活选取，长期观测适宜桁架式/自立式，短期观测适宜激光雷达;

 关于声雷达，从目前我们自己的对比观测中来看，有较多的不确定性，目前还需要慎重;

 
选择什么样的测风设备合适？ 

首先声明，本微不带任何商业目的，代理商和设备商不必紧张。十多年来的经验告诉我，经得起市场检验的设备自然有它生存的道理，所以打铁还需自身硬。

 1.市面上测风设备都有哪些？ 
 

（1）传统桁架式自立式测风塔中，NRG设备以其高稳定性和可靠性，在风资源评估过程中的测风是当之无愧的头把交椅；但是它在数据传输、通道数量、计数器缺陷等原因下，在风功率预测塔市场中，Campbell等是选择的主线。

（2）传感器方面工程树脂材质的占主导，但随着越来越多复杂气候和地形的项目、精细化测风的需求，推动了金属材质、环境适应性高、可靠性高的传感器逐渐增多，同时，超声风速仪之前主要是用于科研和机舱测风，也在海上测风上有使用。

（3）激光雷达相干多普勒技术要好于非相关多普勒，因此，Leosphere为代表的WindCube占据市场主导。Iris和Windar这类机舱测风仪，在机组测试方面得到了使用，未来能够与机组主控系统配合起来，这将会是一个新的增长点。不少厂家也开始生产3D激光扫描雷达，这些产品如何通过改善测风达到提升风场资源探测的精准度，仍然处于研究阶段，需要加强更多的研究力度。 

（4）声雷达，市场比较尴尬，但是以其成本的低廉也有不少空间。 

 2.该立多高的测风塔合适呢？   

这个问题对于激光雷达和声雷达来说，不是问题，一般都能够到200m高度，符合各种高度需求，但是由于算法的问题，各家能力水平不一样。 

目前桁架式测风塔以70m为主，未来越来越高的轮毂、越来越大的叶片、高层风利用的需求越来越多（测风塔高度的选择主要也是依据这三点），70m高度显然是不够的。但是，不一定所有的区域都适宜使用高测风塔，先来看看下面这张咱们统计的全国测风塔切变指数图：

所以，东北、沿海、华中地区是适合使用高测风塔，视周边风资源条件，灵活选择80m~120m高度测风塔（至于120m以上的测风塔，后面风资源大求真系列会详细讲述）。 

3.传感器都安装哪些合适？   

 一般来说激光雷达和声雷达除了多普勒装置之外，都在地面会安装一套PTU单元，用于测量温湿压，这也是一个技术缺陷，无法测量更高位置的温湿压。 

 桁架式测风塔一般建议： 

（1）顶层两套风速风向互为备份，并加装一套温湿压；

（2）高度每间隔10m~20m装一套风速， 

（3）中间层加装一套风向，如果预算允许加装一套温湿压； 

（4）底层——视植被情况，不一定要装在10m高度，有时候是一种浪费——安装一套风速一套风向，加装一套温湿压； 

（5）可以在测风塔上再加装辐射计，顺便把太阳能的情况也测量了，撸草打兔子...... 

 如何组织测风更高效？  

1.首先你得明确需求，这是高效测风的最重要的问题。 

2.根据需求选择合适的测风类型，同时根据预算情况灵活选择技术路线和设备品牌，设备运输与供电有时也是决定性因素  。 

3.通过中尺度图谱、风资源分析图谱选择合适的测风场址，代表性的问题是首要的。 

4.选择合适的供应商这是难点，这属于你相信口碑还是口才的问题。同时，冰冻、强风等的倒塔非常频繁，铁塔质量上有能力的供应商是重要的保障。 

5.施工监理和完工验收，很多大的开发商都有一套完备的流程，我的经验是，不要轻信现场施工人员，在挖基础的时候一定要派人核实坐标点，在铁塔安装完成、测风设备安装时一定要现场监理并验收。

6.测风塔运行过程，要按照周检查、月报告、年评估这样的节奏来监管数据完整率和可靠性。 

7.不断总结经验，不断积累前行，有问题来找金风风资源工程师。 

（作者：胡威，金风科技风电设计研究院风资源中心风资源平台技术部 )

  (来源：金风科技微平台）