NB/T 10644-2021 风力发电机组激光测风设备应用导则

ICS29.120.01
CCS L15 NB
中华人民共和国能源行业标
NB/T10644—2021
风力发电机组激光测风设备应用导则
Application guidelines of laser wind measuring equipment for wind turbines

2021-04-26发布 2021-10-26实施
国家能源局发布

1范围
本文件规定了风力发电机组用波长在近红外波段的激光测风设备的应用场景和技术要求。
本文件适用于安装在风力发电机组机舱上部、顶部、轮毂内、导流罩内及风力发电机组塔筒外基础平台上的机载式激光测风装置。其他安装位置的激光测风设备可参考本文件执行。
2规范性引用文件
本文件没有规范性引用文件。
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1激光测风设备laser wind measuring equipment
发射激光束并接收回波获取目标风速的装置。
[来源：GB/T14950—2009,4.150]
3.2偏航误差yaw misalignment
风轮轴线与风向在水平面上的偏差
[来源：GB/T18451.12012,3.73]
3.3尾流wake
风力发电机组的下风向，受叶轮前端边界层的影响，低于自由流速度且充满涡流的气流。
[来源：GB/T16638.1一2008,3.4.47，有修改]
3.4系统响应时间system response time
激光测风设备测量风速并将结果输出到风力发电机组控制系统的时间。

3.5可利用率availability
在给定时间段内，激光测风设备测量有效数据的时间所占的比值。
[来源：GB/Z35482-2017,3.1.1]
3.6探测范围等效风轮扫掠面积比ratio of laser beam detection area to rotor swept area
激光测风设备光束探测的区域在风轮平面上的最大投影面积与风轮扫掠面积的比值。
注：对4点及以上光束探测区域在风轮平面上的最大投影面积等效为光束点的外接圆面积。
3.7连续式激光测风设备continuous-wave laser wind measuring equipment
一种发射连续激光束，以实现探测光束方向大气流动速度为目的的雷达系统。

4应用场景
4.1总则
风力发电机组激光测风设备包括但不限定以下应用场景，如极端风况下机组保护、偏航误差校正、尾流控制、前馈控制等。通过使用激光测风设备对风力发电机组的优化控制，降低风力发电机组的载荷，减少风力发电机组的极限风况保护次数，提高风力发电机组的发电量。
4.2极端风况下机组保护
激光测风设备测量风轮前方的来流极端风况信息，包括风速矢量、风向、测量距离等。风力发电机组系统依据风力发电机组的设计保护极限，提前触发风力发电机组的安全保护策略，降低风力发电机组的极限载荷，提升风力发电机组的运行安全。
4.3偏航误差校正
激光测风设备测量风轮前方的来流风况信息，计算来流风向与风力发电机组中轴线的夹角，即风力发电机组的偏航误差角，并进行相应的偏航角校正，提高风力发电机组的发电量。
偏航误差角可以通过激光测风设备在线测量进行实时校正，也可以离线采集数据，进行固定误差角校正。固定误差角校正方式需要定期（不超过12个月）对偏航误差角进行计算更新。
4.4尾流控制
通过激光测风设备测量临近风力发电机组的尾流信息，并做出相应的控制，优化风力发电机组及风电场的运行状态。

5应用技术要求
5.1风速、风向测量范围和测量精度
要求见表1.
5.2测量距离
激光测风设备的测量距离指激光测量点到风轮平面的垂直距离，不同的测量距离表明了激光测风设备对来流风测量的远近能力不同，不同应用场景的要求见表1。
5.3系统响应时间
不同应用场景对系统响应时间有不同的要求，对于前馈控制和极限风况下的机组保护两种场景，需要更短的响应时间。不同应用场景的要求见表1。

投稿会员：芳华