引言
中国的南北东西气候条件差异大,风力发电机组工作在荒芜人烟的戈壁滩、一往无际的草原、近海岸线、高海拔;战斗在风口浪尖之上,经受着风沙、高温、海水、雷暴雨等各种恶劣天气的考验。风速风向仪工作在风电机组机舱尾部上方的桅杆上,是风电机组正常运行必不可少的传感器,传感器的可靠性决定了风机发电的可靠性及效率的最大化。
随着中国风力发电事业的快速发展,风电机组的可靠性最受关注;风电机组可靠性决定着风力发电企业的盈利能力,更决定了风电设备制造商的生存、盈利与发展;因此金风、运达、华锐、VESTAS等最早为中国市场供应风电设备机组的制造商始终追求质量可靠性,他们对风电机
组可靠性的理解最为深刻要求也最为苛刻,对风速风向仪这样关键部件的质量可靠性要求也很苛刻。
一、风速风向仪的应用领域
1. 风电厂前期测风
风厂的前期测风离不开风速风向仪提供风能资源数据给计算机分析系统,进行风能资源的评估,为后期风场可研、项目审批做前期准备工作。
风场测风塔数据对风场开发商来说是很重要的,对后期风场规划、选用机型是否科学,发电能力及赢利能力的预期与实际收益是否相符;测风数据也将作为风场建成后用来考核风机供应商风机的发电效率的高低。风电场开发商已经关注测风塔测风数据的准确性和可靠性,并对测风塔的使用寿命提出更高的要求;风速风向仪作为风能数据直接的来源更受关注。
案例:如在贵州通过选择全金属风速风向仪(KRIWAN)增加抗风和防结冰能力,加大太阳能电池板、扩大蓄电池的容量给风速风向仪自加热功能供电,这样以来风速风向仪成本增加了4倍左右,供电系统成本也增加了至少2倍,但与测风塔的可靠性比较起来还是值得的。
2. 风力发电机组
风速仪控制着风机切入电网(风速多为3米/秒)、切出电网(风速多为22米/秒),可以记录额定风速时的发电是否满负荷发电。风向仪控制偏航系统,使风力发电机组发电效率最大化。
当然每个风机制造商的控制策略不一样,风电机组配置风速风向仪的数量也都不同,但至少要用一个风速、一个风向,风力发电机组离开风速、风向传感器是不可能独立工作的.
测风产品的可靠性直接关系到风机的可靠性和发电效率最大化,也直接关系到风电场业主的利润、赢利能力、满意度!
二、风速风向仪的分类
1. 机械式测风仪:三杯法、风标法;电磁感应原理,经CPU转换输出电流信号的方式居多。
2. 超声波:发送声波脉冲,测量接收端的时间或频率(多普勒变换)差别来计算风速。
3. 声振荡:根据风在传感器容积部分产生的振荡信号来判断风的速度和方向