7月2日，在上海国际海上风电及风电产业链大会上，英国峰能公司分享了海上风电运维阶段我们如何利用比较先进的遥感设备去进行潜在测量。北极星风力发电网整理现场内容如下：
【吴迪(音)】：感谢大家，今天我讲的主要是海上风电，尤其是针对运维阶段我们如何利用比较先进的遥感设备去进行潜在测量，今天所提到两个点主要是低空急流和尾流方面的研究。这个直接跳过了，在风电场的一个运维阶段，其实我们主要关注的就是持续的去优化，这个持续的去优化会持续到整个风电场20年的生命周期里面，在持续优化过程中我们有以下准则，我们认为是三条黄金准则。首先第一条，如果任何一方知道所有的事情，每个人知道自己领域的一些情况。第二点好的风机表现是每个风电人最关注的。第三点，与故障相比，数据的成本花费非常小。我们看各个阶段大家相互的沟通以及把大家的研究成果融会贯通，再有创意性或者发散性的思维，我们不仅仅是局限于一些条条框框的东西，我们要尽可能多去测量，尽可能多的去分析，这是把之前三条黄金准则进一步提升它的内容方面的东西。
综上三条准则，我们认为我们需要采取的行动，下面是整个发电过程，我们要做到尽可能在每一个阶段进行测量，去进行分析，把我们测量的结果和分析的结果与其他各方进行探讨、进行分享，这样才能够提高我们风电产业里面运维的能力。今天提到这两点，这是一个水平方向和一个垂直方向，尤其是针对海上风电到了后期的运行期的时候，有两个比较关注的点，一个是低空急流和尾流的情况，这个很难看出来，我们在后面的图里面有比较好的展示。
基于以上两个点，一个是低空急流，一个是尾流方面，我们峰能公司在北海做了一个课题，这个课题做了十个月，这是欧洲北海的一个风电场，用了5兆瓦的风机，上面蓝色点是当然5兆瓦的风机，有6台风机，下面5兆瓦风机有6台。我们激光台放在AV07的机位，我们安装了3台远激励激光雷达，它的测量范围达到4公里。我们安置方式，上面机舱我们放了两台激光雷达，一台往前扫，一台往后扫，另外在这个位置安装一台激光雷达，它跟测风塔做数据对比。这是实际放置的照片，左边是常规雷达，右边是两大激光雷达，一台往前扫，一台往后扫。在这个课题里面，我们首先做的是验证工作，放在过渡站激光雷达跟测风塔做了一个数据验证，它不仅仅可以取代传统可以的测风塔，因为传统意义的测风塔我们测当位的风速情况，而激光雷达可以测几百米以外的风速情况，这个它对测风塔做了数据校验，我们可以上面这个图，左边这张图，设备与设备做了一个校验工作，得到的相关性和结果都是比较好的。这部分之后我们得到了以下结论，首先是我们这个设备在这个地方测试的风的情况，与测风塔的情况比较一致。因为我们每一台激光雷达出厂的时候我们会运到我们测试场地进行与陆上进行测试。左边这张图显示的是设备与设备之间的一个验证，可以看到这部分的验证是比较优良的。
由于我们这个设备持续了大概十个月的测量，在冬季、夏季、秋季各个季节表现比较稳定，因此我们得出这个设备在各个季节比较稳定，并且与实际情况比较吻合。之后我们做一个准确性的提高或者准确性的验证工作，接下来第一点谈一下低空急流，低空急流我们之前其实在海上风电没有十分关注到，海上风电都是从陆上推到海上，海上风电我们认为气侯条件比较简单，实际上海上的这些情况其实更为复杂，这张图可以明显看出当低空急流产生的时候，上流和下流之间产生的受力比较大，这个对风机必然会产生影响。我们通过去年做的案例关注到低空急流的现象，并且很大程度上分析了低空急流什么时候发生，它发生的频率怎么样，接下来我们会比较详细的介绍一下。
低空急流这个定义来讲，在各个数学术论文里面也是比较主观，因为根据不同的学术论文对低空急流有不同的定义，我们采用了两种定义方式，第一种定义方式，在风速达到最高处以上我们看到风速有20%的降低，这个时候我们认为是低空急流的现象，这个跟我们联系没有特别大。因此我们选用另外一种方式，我们把它定位轮毂和上叶尖它的切变如果大于0.4的话，我们认为是低空急流。当这个最大风速的变化发生在叶尖到轮毂高度的位置，这个时候对传动系统的扭矩和风机的疲劳载荷影响非常大。在实际的测量中我们选择了用激光雷达，放在机舱前面位置的激光雷达，它的测量选择350米以外，然后选择的区域来讲是一个宽度一百米，高度是一千米范围的测量区域。在这个测量区域除了垂直扫描以外，同时我们用水平扫描，我们用过渡站的激光雷达，这是针对远程激光雷达它的水平弧度扫描的一个模拟图。这是实际我们针对测量结果的一个分析，针对低空急流的测量我们利用两个月的时间，我们总共统计到九千多组十分钟垂直弧度的扫描数据，在这九千多组数据里面我们考虑到它的完整性，因为激光雷达在很高的高空的时候出现由于空气的干净程度对激光的影响，造成可利用率的情况，我们得到了两千多组数据。我们又选择出来了大概七百组数据，在这七百组数据里面又分析出来30组的数据发生了低空急流的现象，在整个数据覆盖率达到了4.3%的比例。从这个比例来讲，我们可以看到我们之前理解的低空急流不经常存在的情况是不真实的，4.3%是非常大的，对风机的影响也是非常显著的。右边这张图得到了一个平均这个区域在发生低空急流的情况下发生风切的情况，大概在两百米高度出现了最高的风值的情况。
除了基于刚才的统计之外，我们也针对各个不同高度处它的发生率进行了相应的统计，我们可以看到在4.3%的统计里面，超过了三分之一的低空急流发生在210米高度，正好在叶轮正好高一点的位置。除了高度统计之外，我们也对平均的低空急流区域的平均切变进行了统计，4%多的比例情况下，它的平均风切变达到了0.51，这个对风机有极大的损坏作用。除了对平均的切变统计以外，我们也对低空急流发生的时间段做了比较简单的统计，普遍发生的时间基本上在白天的7-12，或者是晚上16-21点之间，可以看到发生在昼夜交替之间，就是温度变化比较大的时间段。
下面过滤的准则来讲是更针对于咱们海上风电领域，我们切变值大于0.4的话，我们认为发生低空急流，包括这里面的数字，我们可以看到这两种统计方式得到的数据不一样，过滤出37个数据，占5.3%。我们可以看到基于不同的定义情况下，它对这个低空急流统计的一个结果，它的影响还是比较大，因为这里面差不多将近1%的比例变化。
虽然有上面的变化，但是其他方面的一些统计是比较趋于一致，第一是发生的高度，210米高度比较一致，发生时间比较一致。基于以上方面，我们需要关注以下几个方面：首先，低空急流导致了复制的风切变，其产生所带来的影响并非微不足道。风机的载荷和可用资源都受到了影响。针对低空急流我们比较关注它的一些方面，首先第一个，它在一天里面所发生的时间究竟是什么样，刚才统计的频率基本上属于昼夜交替的时间，决定我们在运维的计划或者风机的一些控制策略，这些都会提供一些比较有用的研究成果。低空急流发生高度的情况，我们之前看到低空急流发生的高度如果在轮毂高度到上叶尖的位子，对风机影响非常大，今后对风机选择它的高度都是非常有帮助。之前我们大概两个月的研究成果，只是对低空急流有初步的认识，今后我们还有很多研究的工作，包含我们可以考虑大气稳定对低空急流的影响，还有模拟出来低空急流的对比，还有低空急流发生的时候，针对低空急流的时间段与风机载荷相关性的研究，这些都是研究低空急流中所要关注的。
完成了低空急流的研究之后，我们同时也做了针对尾流方面的研究，这个也是在海上风电我们非常关注的一个领域，之前来讲我们很大时间内基本上都是在开发阶段我们针对前期规划一些风资源的评估模型去对尾流进行预测，这个模型里面最主要这个模型，这个是上世纪70年代，对海上风机以及准确性来讲都是有比较大的质疑。再有一个对尾流的研究方式，你一个运营的风电场，我们可以拿到相应的实际数据，我们可以看到实际尾流对风电的损失，我们都不可以看到尾流影响的范围，以及它衰减的范围。我们可以很真实的去还原尾流的形成、尾流的衰减，包括它的长度。这是尾流模拟出来的一个图，我们可以很清晰的看到尾流产生的长度和宽度的情况，这张图是通过激光雷达得出的。
第一个看一下实际尾流损失量化的情况，在这个图里面我们其实基于不同的风速段把尾流产生的影响进行了相应的分析，我们实测的尾流在相对较低的一系列风速段里面，它在5-6倍距离风机位置影响比较大，明显高于高风速的时候，在5-6倍之后它的恢复情况又是好于高风速的情况。这是我们实际测量的值与模型值对比的情况，从这张图我们可以看到，在小风速的情况下，而且是出于离风机比较近的位置的时候，实际上我们测量到尾流的结果，它要严重于我们尾流模型所模拟出来的结果，确实我们在实际测到的这个结果看出来它确实是这个样子。在5-6倍以后，我们可以看到大部分尾流模型模拟出来的结果跟测量一致，或者说它略高于尾流实测的一个结果情况。接下来一张图是测量8-10米、16-18米的风速，在比较近的范围内尾流实测结果要高于模型模拟出来的结果，尾流的模型实际来讲高估尾流严重性的情况，对于大风速的情况下，我们看到尾流模型与我们实际的测量值有一个很高的重合度。这是一个近似于等高线似的描述风机尾流的情况，后面展示风速衰减的情况，我们可以同样看到这是在低风速的区域对于衰减的恢复很快，而在高风速的情况下对于衰减的恢复很慢。这是风机与风机之间相互作用之后产生的尾流效果图，对7、8、9号风机，比如说7号风机风速最大损失损失了60%，8号风机损失达到75%，到9号风机损失达到了80%。这是针对风机相互交互作用之间一个高度模拟显示的图，在这条白线以上，上部没有受到太大尾流的影响，随着递推的话受到了尾流的影响，这个可以比较简单的理解成我周围这些高风速的能量是为了尾流的恢复，传递到尾流范围里面，从而导致尾流高于叶轮上尖处。在交互的作用之下，后面阵列的风机尾流非常严重，这个导致了风机的出力，风力去是不是还能符合，这个也是我们所需要关注的一些问题点。
结合上面对尾流的分析，我们可以看到尾流的模拟与实测之间随着以下参数的变化会有比较大的变化，首先是风速，在低风速和高风速的情况下尾流的模型和实际的变化。再有一个尾流3-5倍距离和7-8倍距离的变化。大气稳定性对尾流的情况和模型的情况变化，也是存在一个相关的关系。在以下的一些情况它的影响程度最大，一个是低风速的情况，一个是离尾流区域比较近的情况，这是尾流实际与模型差异比较大。
我们之前的模型来讲，它认为一次针对整个阵列里面各个风机受到尾流的影响也好，假设参数是一致的，其实尾流相互之间交互的影响更大，前面已经看到了很大的影响变化。
今天介绍的主要是我们去年在北海做的一个示范项目里面，针对尾流和低空急流这两点做出来的相应研究，实际上我们整个论文里面包含十篇论文，这里我们着重介绍两篇。这次我们觉得对我们是很好的学习机会，也对我们的研究有深远的影响。同时我们也意识到一些问题，比如说海上低空急流是普遍的现象，再有就是尾流模型和实测结果存在比较大的差异。这些发现，其实我们今后在海上风电研究领域要求我们进行下面一些相应的措施，首先我们如何去确保或者说如何优化我们风机的设计，确保它的整个生命周期25年里面有很好的状态，基于我们前面两点的发现优化我们风电场的设计，以及成本的降低都会起到比较好的作用。在整个研究过程中没有任何一方知道所有事情，因此需要各方来共同合作、共同分享研究成果，才能促进我们整个行业的发展。我就分享到这里，谢谢大家。
