主题发言

浙江胄天科技股份有限公司雷达应用主管马寅星:创新的海上测风方式

2020-12-14    东方风力发电网


  马寅星:各位领导,各位专家,以及各位同仁,大家上午好!

  今天,我在这边和大家介绍我们公司的一款产品,就是漂浮式激光雷达海上测风技术,也就是大家右边照片上看到的产品。

  它的应用主要方向,是在风场建设的早期,做风资源的评估。

  具体介绍这个产品之前,先和大家介绍我们公司的情况。

  我们是在杭州的一家公司,成立于2009年,我们的业务整体来讲,可以总结为工业大数据,也就是依托互联网、物联网、云计算的技术,还有算法专家、数据分析师团队,结合我们做出来的AI算法,给工业界提供服务。

  其中一方面也是我今天要具体展开讲的漂浮式激光雷达测风技术,我们也会做设备的监测以及故障预测。

  过去几年,我们也取得了一些成就,比如说获得联合国工发组织的蓝天奖提名,尤其是Titan and Fraunhofer  WIWES,它是把基础研究的成果往工业界转化,今天咱们说到的漂浮式激光雷达,就是他们转化出来的成果之一,他们在那边做出来之后,我们2018年把它引进到国内,并且部署使用,现在也在杭州去自行建造生产这个设备。

  现在世界上的海上风电发展趋势,大家可以看到整个趋势,亚太区是比较重点的地方,未来10年有从欧美向亚太区转移的趋势。后面几年,比如日本、韩国这些国家,他们规划了很多的海上风电项目,尤其是他们有很多漂浮式的风电项目,包括国内也有很大的规划,这里面提到漂浮式风电很重要的一点,就是它的好处是对于深远海或者是特殊情况的适应性比较好,如果有深远海的测风需求,我们是尤其适合的。

  具体讲,激光雷达测风技术,就是这个雷达是在海面上的一个浮动平台,它向天上去打激光数,激光数的回波收到之后,就可以解析出天上齐气风交(音)粒子的运动情况,也就是知道天上风的情况。

  跟传统的海上测风方式,也就是固定式测风塔测风去比较的话,咱们可以通过几个方面去比较,作为风资源评估,首先准确度肯定是最重要的,数据测出来一定要足够准才有意义,而在准确度方面,我们的设备跟传统的固定式测风塔都可以满足风电行业对数据准确度的需求,我们的主要优势,体现在时间和成本两个维度上。

  时间上,我们的漂浮式装置,一条船开出去,投下去,就可以回来,它的部署非常灵活,非常快,相对于建设一个固定式测风塔来讲,它的周期会非常短,它的成本也要比固定式测风塔小。

  灵活性也是我们另外的优势,大家可以考虑一下这样的一种场景,比如说现在一个地方安排了测风,测了一段时间发现这个地方不是很合适,想换一个地方,这个时候我们的优势就来了,我们的设备可以很方便的回收,而且很快重新布置在另外的场址。

  我们是2018年引进,最早是原装进口了2台,后来我们在自己的工厂里面自行生产设备,到现在,在亚太地区,在中国和韩国也是累计部署了十几个维址,这套设备的用户还是做风资源评估,但是实际上,这套设备也是有其他的潜力:

  一方面,它不光可以搭载激光雷达,不光可以测风,还有能够搭载其他的传感器,比如说测流仪,可以测流,搭建相应的传感器就可以测相同的参数。

  另一方面,它的应用场景,也不仅限于风资源评估,比如说港口机械结构安全也是跟当地的风情况有一定关系,所以在港机附近布一个这样的设备,也可以起到港机结构安全预测分析的作用。

  这是我们设备的核心技术,就是运动补偿算法。咱们这个漂浮式测风跟固定式测风最大的区别就是平台是动的,这个平台一旦晃动起来,看到的风速也就不对了,因为它本身也在一起运动。

  所以我们采用的办法是,我们给这个设备上装了高精度的传感器,它可以记录下来这个设备的运动参数。就像右边展示的,把测风雷达测量出来的数据跟运动传感器测试出来的高精度的运动数据,送到运动补偿算法里面,这样补偿出来就可以得到当地正确的风速的情况。

  目前这个算法在实际应用的时候,都是使用连续波激光雷达,现在测风雷达有连续波和麦声波(音)两种技术路线,我们的算法是两种都兼容的。

  校准的准确率上有所提升,风速准确率直接反应了风能准确度的提高,而风能的准确也直接反应了风电场收益的准确率,前期如果能把风速的准确率提高,意味着对后面的收益的预测准确度也是一个提高。

  这是一个测风塔,在德国北海的固定式测风塔,我们把这个设备投到测风塔的边上做对比验证,这个对比验证是我们请第三方机构ORE认证的。

  大家可以从右边的图看到效果,测风塔测出来的数据跟我们的浮式雷达测试高度一致,而且这次的验证,也标志着这套系统达到了二阶段的认证。

  系统有效性、数据完整率、数据精度也都是完全满足风电行业对测风精度的需求,甚至咱们可以看到,右边的数据精度参数里面,这些参数都已经达到了商用阶段的要求。

  我们针对这套设备也配套开发了工具,就是雷达管理的运维平台和手机上的应用。这个雷达部署下去之后,部署人员依托云平台和手机上的应用对它进行24小时日常的监测,以及管理。

  最后和大家分享一个案例,这个案例是在韩国,那边也是一个典型的深水工况,100多米的水深,这台也是成功部署的第一台深水工况的漂浮式雷达,我们也是和客户建立合作关系,确定投放的地点,确定的投放的地点,这套系统也专门针对深水工况做了设计,比如说做了深水的毛细,这些也经过了当地大学的认证,在这些准备工作结束之后,我们找工程船,严格坚持高标准的原则,在各个方面去考察船舶的状态是不是适合我们的情况,最后找到了一艘,并且对船员、施工流程、安全方面进行了培训。

  我们成功投放了右边照片上的漂浮式测风雷达设备,目前已经成功部署了6台漂浮式的测风雷达。

  我今天的分享就是这些,谢谢大家!(内容来自现场速记,未经本人审核)