海上風電機組功率曲線測試技術研究與應用技術應用案例

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海上風電機組功率曲線測試技術研究與應用技術應用案例風力發電機組的功率特性曲線是衡量風力發電機組發電能力的最佳技術指標。常規風電機組功率曲線測試需要在被測風機主風向安裝測風塔，並設置氣壓計、濕度計、溫度計等設備，投入成本較高，測試時間較長。

目錄

一、背景

風力發電機組的功率特性曲線是衡量風力發電機組發電能力的最佳技術指標。常規風電機組功率曲線測試需要在被測風機主風向安裝測風塔，並設置氣壓計、濕度計、溫度計等設備，投入成本較高，測試時間較長。特別是在海上風電領域，難度更為增大，由於海上測風塔建設成本更高，安裝難度大，實際已開展的海上功率曲線測試業務較少，在國內尚處於探索階段。而雷達測風儀是利用激光反射原理進行風速風向測量，有效增大了測試的有效扇區面積，縮短了測試時間，降低了成本，數據分析結果更加可靠。本項目通過機艙式激光雷達測風技術，實施海上機組功率曲線測試業務，切實掌握和監督海上機組的實際發電性能，促進提高發電量，對節省測試成本，維護業主利益，促進海上風電技術進步具有積極貢獻。

二、應用案例

1. 項目概述

項目基於IEC61400-12-1功率曲線測試標準，對其不滿足海上應用環境的條件和技術，採取了新的方法進行嘗試，通過機艙式激光雷達測風技術，成功實現了海上風電機組的功率曲線測試。

2. 主要效益

利用機艙式激光雷達進行海上機組功率曲線測試，不需要建設海上測風塔和海上平台，且可以重複使用，測試1個機型可節省建設成本500萬（海上測風塔），按未來測試10個機型計算，可節省建設成本5000萬。

利用本技術已完成1種海上機型的功率曲線測試工作，測試結果顯示，其與保證功率曲線的偏差在3%以上，經過整改複測，提升發電量2%以上。本機型裝機容量20萬千瓦，按每年發電等效2500小時，海上機組電價0.75元/千瓦時估算，每年可為風電場帶來額外收益750萬元。

三、技術要點

1. 掌握了激光雷達的安裝、參數設置、數據存儲、數據傳送、時間同步和氣象數據處理等技術。確定了與不同測量設備的數據進行格式和時間匹配方法。

2. 依照海上風電場實際情況，綜合考慮了包括雷達本身的翻滾、俯仰、遮擋，以及海水漲退潮對測量高度的影響，確定了風速的重構方法，提高了海上風電機組測風的準確性。研究了影響激光雷達數據有效率各種因素，確定了雷達數據篩選規則。

3. 根據海上測試項目的實際需求，研製了一套功率特性測量設備，用於採集氣象、功率和風機運行數據等。根據海上單台機組的容量、電纜線徑和布置結構，將功率採集拓展到單相雙通道，以滿足功率曲線測量需求。

4. 開發編寫了滿足海上功率曲線測試要求的測試程序，探索形成了海上功率曲線測試工作的完整流程。

四、應用前景

完善了龍源集團海上風電機組功率曲線測試的技術能力，提高了集團運行分析技術能力，為集團生產運營、機組優化、風電項目出質保驗收提供了有效的技術保障；逐步完善性能優化分析團隊建設，培養多名掌握海上功率曲線測試業務的人才，具備了一定的風電場運行優化的能力，為開展海上風電場運行優化工作奠定了基礎。