水电之家讯：一篇关于测风方案的文章发布后，很多行业的朋友发来私信、微信询问和交流，感谢大家的支持！测风方案很重要，涉及到选址、选型、维护，标定等过程，笔者后续计划再为大家讲述这些内容。

前段时间一个用于测试机舱是否晃动的小实验视频很火，笔者看来实验有可取之处，但是这种方式并不科学。叶轮扫掠面风况非常复杂，大叶轮高塔架如果没有严谨的测试过程，只可能带来风险。刚好最近我的一位朋友张双益博士发来他关于非标准风的研究成果，引发了我来说说那个“一杯水”新闻的兴趣。

“一杯水”的新闻里讲述的是柔性塔架在各种工况下的稳定，的确非常直观的能够告诉大家机组的性能。但是只能代表的是此时此刻的情形，不能代表自然界捉摸不定的全部风况，况且这项目还是在个复杂地形。新闻中用这样的方式去证明柔性塔架不太可取：

（1）水晃不晃出来取决于加速度，即位移/时间，柔塔频率小，周期时间长。如同汽车百米刹车，急刹车和慢刹车水能否洒出肯定不同。

（2）柔塔顶部的运动方向是旋转的，而不是直线，如同转红酒杯。酒晃而不洒。

（3）对于急停工况只有0.3m的塔顶位移数据有待证实。

来看看下面的这个视频：

简单科普一下：小于叶轮额定转速频率的叫做柔性塔架（简称软妹子），它需要通过（1）叶轮跳转速，避开共振；（2）塔架加阻技术，抑制摆幅。因此，更适合平坦的场地，简单风况的场地，否则可能因为场地的复杂导致控制策略的复杂，容易导致机组故障的产生，以及为了安全而降功率运行。这时候实际上更适合使用钢塔架或者钢混塔架（简称硬汉子），新闻中的项目真应该好好核一下风况条件，没准真应该召唤硬汉子上。

还有一个就是，软妹子、硬汉子都是高耸结构，即便机组安全也不该晃动过大，这样对运维人员情绪比较不好。

再说一个例子，去年听说某机组厂家在江苏沿海安装了高塔架，我当时大吃一惊，这个地方从我们在那边大量的高空风观测设备获取的数据来看，虽然江苏沿海地势平坦，没有破坏性的风况，但是由于海陆的热力交换和粗糙度变化，使得风切变大且变化剧烈。如果不做好充足的准备，除了计算的发电量高以外，其余全部都是风险。有一天一位朋友给我发来这张照片：

机组安装过程产生了晃动，很聪明的用图中办法解决了问题。安装时的晃动太容易出现事故了，当时真是为他们捏一把汗，值得更多关注的是，20年运行期可能一旦出现问题，就得限制功率运行了，损失就不小了。

梦想的另一面可能是贪婪，贪婪的下一步可能是危险。我们梦想着实现低风速上的突破，各种新技术的应用带来了新的发展，然而这一切都应该建立在科学和客观的基础上，否则追求发电量和投资收益的终极目标是很难达到的。

为了让梦想的小船不是说翻就翻，我们其实做了非常多的测试工作，今天就拿风切变的研究来说说，引用了一点张博士的研究素材。

IEC定义的标准风：

shear=0

veer=0

TurbuleceIntensity=0

Inflowangle=0

Direction Variataion=0

在现实情况下，运行的风电场都为非标准风：叶轮面上存在shear、veer、TI。。。

拿风切变来说，它是指风速随着高度增加的变化趋势，从统计意义上来看符合幂指数规律。下图左边是没有切变的风模型，右边是符合幂指数率切变的风模型。

咱们的机组载荷设计都是基于幂指数率，然而，这里面就有两个主要的问题值得关注：

（1）载荷设计是按照幂指数规律来计算的，实际风况因为地形地貌和热力变化，可能不太符合这个规律，在设计过程中一定要考虑到设计余量和环境适应性。

（2）机组载荷计算输入的是时间间隔10分钟平均值求取出来的年值，机组在实际运行中瞬态变化被严重的平滑掉了，为了保证机组安全稳定运行就需要通过实时控制策略来解决。

现实比理论残酷得多，看看下面几张截图，取自于一个平坦地形激光测风设备操作界面：





依上图，十分钟平均的风切变并不是都符合幂指数规律；同时，从左侧的风向雷达图可以看出，风向在不同高度也是不同的，也就是说风流过整个叶片的方向也是不同。风切变和风向切变在实际条件下还是非常复杂的，它的变幻多端，对于整个叶轮扫风面的能量分布、吸收风能的效率、风载荷存在有动态、随机的影响。那么我们在选择机型和设备的时候，就得擦亮眼睛，因地制宜，多听专业人士的建议了。

大伙儿说说，这一杯水咋就可能这么神奇呢？从上述来看，未来风电场的开发与机组选型，迫切的需要长时间精细化测风、重视瞬态的风况变化。所以，软妹子、硬汉子，什么情况该选谁，还是先且听风吟吧！



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