10-29-2014
科罗拉多州，美国今天，NREL、斯图加特大学和DNV GL公司通过ZephIR风激光雷达控制风力涡轮机，实现了一个行业里程碑式的时刻。
“ZephIR DM的新安装为减少偏航不对准提供了一个新的方向，通过激光雷达测量提供了全涡轮偏航和ZephIR激光雷达控制的机会。在这个项目中，我们与各个领域的专家团队合作——风力涡轮机、控制系统和激光雷达——为该行业带来了一个里程碑式的时刻，我们都为此感到骄傲。我们热切期待激光雷达控制涡轮的下一步，”NREL的现场测试工程师Andrew Scholbrock说。
此外，ZephIR激光雷达系统用于前馈俯仰控制，可以减少涡轮结构负载，使oem有机会通过更优化的涡轮设计实现更低的能源成本。
图1：在美国LIDAR控制下的风力涡轮机，用NREL，DNV GL
现场测试是在美国DOE/NREL CART3测试涡轮机上进行的，这是位于科罗拉多州博尔德的国家风力技术中心(NWTC)综合测试设施的一部分。CART3的地理位置和易于接近的涡轮机的控制系统，使其成为评价新的和先进的风力涡轮机控制算法的最佳测试环境。
ZephIR DM风激光雷达是一个圆形扫描，连续波相干多普勒传感器。Zephir公司指出，Zephir DM风激光雷达在涡轮安装应用中提供了独特和无与伦比的优势，从功率曲线测量到全涡轮控制，正如本项目中所演示的那样。ZephIR DM为安装在机舱顶部进行了优化，通过1秒的连续循环扫描周期，每20毫秒产生高分辨率的视线多普勒测量。工业研究表明，该激光雷达扫描几何和频率非常适合激光雷达前馈涡轮控制。
ZephIR的测量数据计算各种风场的数量，如转子当量和轮毂高度水平风速，垂直风切变，风转向和风偏航偏差相对于涡轮轴的范围从10米到300米以上的涡轮机前面。这些测量是关键的应用，如功率曲线测量，涡轮优化，保修结束检查，除了涡轮控制。连续波激光雷达和它的距离聚焦方法确保了高灵敏度，允许在NREL设施经常经历的非常晴朗的空气中进行测量。ZephIR DM激光雷达在8个月的测量期间记录了有效的信号，在大范围的大气条件下可靠地运行，无需干预，包括强暴风雪、低云层和零下22°C的温度。
成功的激光雷达偏航控制意味着激光雷达可以控制风力机的偏航方向，如果传统的偏航控制器存在未考虑的误差，可以减少偏航不对准，增加功率生产。这些错误包括校准补偿、旋翼诱导错误,或由于传感器故障导致偏差信号,在此部署一样,ZephIR DM能够帮助叶片传感器的健康检查和帮助目标方差性能的根本原因。图2显示了使用激光雷达偏航控制器减少偏航不对准。
图2：该图显示了LIDAR偏航控制器的转子速度的偏移错位以及基线机舱安装风叶偏航控制器。左侧图显示了通过LIDAR风向测量测量的风偏移不对准。右侧图显示了通过气象（MET）桅杆风向来衡量的风偏航未对准。
进一步，成功的集体俯仰控制意味着减少转子转速变化可以看到约。标准差的25%。总的来说，这些桨距涡轮控制实验的成功已经为随后在更大的，2mw级，陆上涡轮机上的试验铺平了道路，ZephIR激光雷达证实，它已经与主要的oem在这一领域的工作。
“Zephir是涡轮机控制的完美利德技术选择。十年来，我们投入了在涡轮机安装的潮流雷达的每一个和每一个应用中成为世界的重大努力，”Zephir的产品开发负责人指出。“现在，随着斯图加特大学和DNV GL和他们热情的行业专家的奉献，我们可以帮助该部门实现全涡轮机控制。也可以实现负荷减少的额外好处。高分辨率，连续波，连贯的技术在本申请中是秒，Zephir是唯一在这种强大，低成本的激光设计上建立的激光器。“
有关这个项目的完整文件可从以下网址获得:Research@zephiridar.com．
坎贝尔科学设计用于工业和研究的仪器和系统。他们销售ZephIR 300和ZephIR DM风激光雷达，这是世界上最好的风激光雷达，为客户提供陆上、海上和涡轮安装的风能活动的各个方面的支持。
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