5精细化测风激光雷达应用技术.pdf

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1、EASTRONG产品中心-张进辉精细化测风激光雷达应用技术北京东荣盛世科技有限公司 国家发改委、国家能源局发布关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案。指出加快推进以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地建设。沙戈荒多处于海拔高度1000m以上，土地较为平坦，风光资源条件优越，但环境恶劣，浮尘日、雷暴日、沙尘暴较多，气温夏季高、冬季低，季节性温差变化大，为风电大基地前期资源观测带来了诸多挑战。容量巨大风光资源丰富灾害性天气频发观测成本高集约化开发投资不确定性强禀赋挑战 测风高塔：高度可达140-200米 激光雷达：设备性能提升，价格下降明显 数值模拟：技术日益成熟技术创新组合测风方案：行

2、业现状行业现状传统小规模风电场，项目半径一般在二三十公里范围内，而“沙戈荒”地区风电大基地在宏、微观选址阶段的面积达到上千平方公里，因此有必要研究观测成本与观测数据质量之间的平衡问题，进一步提高资源精细化评估水平。随着高塔在大基地风电场普遍应用，下列问题日渐突出：1.占地面积大，施工难度大，存在施工风险2.在“沙戈荒”极端环境下（覆冰等），数据质量无法保障3.观测高度始终有限4.易占用风机点位，后期可能需要拔除。5.观测高度、观测点数量与观测成本难以平衡6.观测时间成本固定，无法满足业主工程项目推进需要单一机械塔测风的不足：数值模拟技术地面式激光雷达组合测风方案优势互补2.发挥地面式激光雷达部

3、署灵活、观测范围大、观测质量高等特点，减少现场机械塔部署，提高整体观测方案技术冗余。1.通过前期高塔满足业主单位、政府相关部门项目申报手续、前期投资评估的需要。同时，在生产阶段也可直接转为预报塔，节约施工成本。3.基于数值模拟技术，实现观测设备科学选址，降低前期观测成本。同时通过数据校正、插补以及延长，可以有效提升观测数据质量、缩短观测时间，为项目决策提供数据支撑。测风塔选址激光测风验证依托地理信息、大气模拟、计算流体力学等数值模拟技术，对多测风点位的观测数据进行数值模拟计算，得到规划区域任意高度的多年逐10分钟格点化风资源数值模拟成果。以此互相推导测风塔测风时段内数据的相关性，实现多塔间测风

4、数据互相加权差补的测风时长延长，提升数据完整性与准确性。采用气象观测源区理论优化设计测风塔布设方案，优化测风塔观测高度和观测点位，在测风代表性满足要求的前提下可实现以最少量的测风塔对风电场区域测风范围进行覆盖，实现测风塔科学选址选择若干机械测风塔点位和若干机械测风塔难以布置的点位，布置激光测风雷达进行观测，提取该些点位校正后的风资源时间序列，进行同期数据对比验证。验证结果可作为组合测风误差分析结果和对风资源时间序列进行验证的依据，进一步提升风资源评估整体质量。风资源数值模拟核心技术高塔架测风塔 当前随着低风速区域风电开发的需求，以及国内混塔技术的发展，风机轮毂高度普遍在120-150米之间，最

5、高已达170米，因此有必要部署高塔架测风塔进行更高空的精细化测风。同时在“沙戈荒”地区，高塔架测风塔也有助于扩大测风塔观测范围，进一步降低观测成本。东荣盛世东荣盛世库布齐沙漠库布齐沙漠200200米测风塔米测风塔测风塔高度与观测数据代表范围成正相关性测风塔高度与观测数据代表范围成正相关性基于源区代表性的测风塔代表性数值模拟基于源区代表性的测风塔代表性数值模拟激光雷达部署便捷、施工简单部署便捷、施工简单极端环境激光雷达应用案例近两年来，在两湖两广云贵川等地区，出现了较多的冻雨现象。最直接的影响就是会导致测风塔倒塔。虽然我们的测风塔大多在人迹罕至的地方，但是也有不少测风塔建立在人畜出没的位置。这就

6、会有很大的危险性。尤其风功率预测塔，大都与升压站不是太远，且常有运维人员路过走动，其危险性不言而喻。而激光雷达完全杜绝了此类危险的发生，所以我们强烈建议大家在上述区域优先考虑激光雷达遥感测风，尤其已建成风电场，可以考虑使用激光雷达测风代替测风塔测风。激光雷达验证测风塔数据案例在内蒙古的一个140m前期测风塔项目上测风数据出现了明显的负切变现象。项目地点是平原丘陵地形，相对平坦，我们首先怀疑是不是高层风速传感器出现了问题？更换掉最高处3层传感器后依然如此。测风塔+激光雷达 现场雷达切变测风塔切变精细化组合观测方案采用