泰胜风能：用激光测风设备进行偏航控制

7月初，在上海国际海上风电及风电产业链大会上，泰胜风能技术的蔡涛分享了用激光测风设备进行偏航控制。北极星风力发电网整理现场内容如下：

【蔡涛】：我来自泰胜风能技术，我叫蔡涛。泰胜风能技术是泰胜风能装备的一个全资子公司，泰胜在国内的塔架生产方面有知名度，在国内各地有它的生产基地。泰胜风能技术主要是针对于提高风力发电机的风能效率，致力于这方面的风能技术服务的业务，除了我是负责中国方面的业务之外，我们在澳洲、北美、印度这些也都在筹备相关的业务，我们有一批在国内国外资深的一些专家来做这方面的服务，泰胜风能技术不是一个贸易公司，主要是一个风电的服务公司，我们叫360度风电运营效率改进，也就是说对一些风电场的改进，帮助业主提升管理水平以及技术水平，提高风机的效率来提升风电场的运行效率。我们用激光测风设备来进行静态、动态的偏航控制，另外还有风力发电机动态变桨测量。

风力发电机应该说偏航误差很普遍，几乎每台风机上面都有或多或少的偏航误差，它的产生原因是多种多样，我们传统风力发电机方向测量的设备都是装在风力发电机的尾部，无论是机械的还是超声波，都是装在尾部，桨叶的扰动干扰，另外还有机舱的外形而造成风机在外形上扰流的作用造成偏航误差，也是非常重要的作用。还有安装上的误差，制造上的误差，也是偏航误差的原因，这不是主要的，主要是气动上造成的误差。原来在传统技术上不能测到偏航误差偏多少度，大家都知道有偏航误差，但是到底偏航多少没有多少，现在我们有了激光设备，应该说有了这样一个测量手段，也使我们这个矫正有了可能。偏航误差造成风力发电机发发电量的损失，以及额外的风力载荷，以及风机因为载荷的增加造成故障率的提高。现在更重点的关注与偏航误差带来的直接发电量的损失，这是一条COS平方的曲线，我们在欧洲做了很多随机调查，随机抽取了一些风力发电机，可能只有20-25%的风机的偏航误差在2度以内，风力发电量0.2-0.5%的损失，大部分风机偏航误差在6度以上，会造成2%的损失。

这里面每一个蓝点就是一次测量绝对误差的测量点，我测量点的时候风向与风机主轴的偏差到底是多少，我们以前经常跟业主交流的时候，业主说我们这个风机很先进，我们风机出厂时候都校准的很准，所以没有偏航误差，但是实际上这个偏航误差无关于这个风机是国产的还是进口的，早期的还是现在的，我们发现都或多或少存在偏航误差，这个是国产风机的偏航误差，达到了10度，相当于3%的发电量损失。对于偏航误差我们可以怎么来矫正呢，用激光的设备怎么来矫正，首先对一个风机来讲，我们在风机的顶上面安装激光测风雷达，经过2-4周左右的测量，我们会得到这样一个闪点图，我们通过调整测风仪或者修改风机的参数，把它纠到0度或者1度以下，在调整完以后，这个激光测风设备就可以拆除，移到下一台风机进行测量，这时候风机在矫正好的情况下进行运行。大部分已经安装的风机都可以用这种来进行服务。我们还有一种服务模式，叫做动态风机偏航误差控制，这是一种永久的安装，也是经过两周左右的测量，测量到这个风机平均的偏航误差，对这个偏航误差我们进行矫正，矫正到0度，这个时候我们并不拆卸激光设备，而是我们安装一个转换箱的这样一个设备，把原来测风仪的接线转接到转换箱，把激光设备的信号接入到这个转换箱里面，把风机控制输入信号接入转换箱的信号，平时以激光来控制。由于风机能够接收到风机方向的风向信号，所以对于风机的偏航控制能够更精确，能够使风机更好的对准风向，风机的绝对误差离散性变好了，风机能够更好的对准风，风机的发电量有所提高。这是我们信号转换箱的原理图，在这个里面我们把以前的控制信号也接到这个控制箱里面，把激光器的信号也接入到控制箱里面，控制箱有控制的逻辑，能够在激光设备极端的情况下面，信号可以切换到传统的风向仪上面，使风机继续运行。

这个激光测风仪是丹麦的，比目前市场其他的测风仪价格低，大概是测风设备20%左右的价格，所以具有很好的价格性价比。在风机上面我们可以用传统三脚架的方法，也可以用特殊的支架，像金凤和远景的风机，由于安装的限制，所以我们用了一个专门的支架来进行安装。激光偏航校正来讲有它的普遍性，能够提高风机发电量，能对的更准，能够提高发电量。他安装了偏航校正以后能够提高发电量。因为我们不会改变控制逻辑和控制参数，所以对风机来说实现简便，另外因为风对的更准，载荷更低，对于风机来讲提升了发电量以后降低了载荷，所以它是非常安全的提升发电量的手段，对于任何的风机都可以实施。另外这个激光设备只有现在市场上激光设备的五分之一左右，成本低廉，有比较高的性价比。