一篇關(guān)于測風(fēng)方案的文章發(fā)布后，很多行業(yè)的朋友發(fā)來私信、微信詢問和交流，感謝大家的支持！測風(fēng)方案很重要，涉及到選址、選型、維護(hù)，標(biāo)定等過程，筆者后續(xù)計劃再為大家講述這些內(nèi)容。
前段時間一個用于測試機(jī)艙是否晃動的小實驗視頻很火，筆者看來實驗有可取之處，但是這種方式并不科學(xué)。葉輪掃掠面風(fēng)況非常復(fù)雜，大葉輪高塔架如果沒有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y試過程，只可能帶來風(fēng)險。剛好最近我的一位朋友張雙益博士發(fā)來他關(guān)于非標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)的研究成果，引發(fā)了我來說說那個“一杯水”新聞的興趣。
“一杯水”的新聞里講述的是柔性塔架在各種工況下的穩(wěn)定，的確非常直觀的能夠告訴大家機(jī)組的性能。但是只能代表的是此時此刻的情形，不能代表自然界捉摸不定的全部風(fēng)況，況且這項目還是在個復(fù)雜地形。新聞中用這樣的方式去證明柔性塔架不太可取：
（1）水晃不晃出來取決于加速度，即位移/時間，柔塔頻率小，周期時間長。如同汽車百米剎車，急剎車和慢剎車水能否灑出肯定不同。
（2）柔塔頂部的運動方向是旋轉(zhuǎn)的，而不是直線，如同轉(zhuǎn)紅酒杯。酒晃而不灑。
?。?）對于急停工況只有0.3m的塔頂位移數(shù)據(jù)有待證實。
來看看下面的這個視頻：
簡單科普一下：小于葉輪額定轉(zhuǎn)速頻率的叫做柔性塔架（簡稱軟妹子），它需要通過（1）葉輪跳轉(zhuǎn)速，避開共振；（2）塔架加阻技術(shù)，抑制擺幅。因此，更適合平坦的場地，簡單風(fēng)況的場地，否則可能因為場地的復(fù)雜導(dǎo)致控制策略的復(fù)雜，容易導(dǎo)致機(jī)組故障的產(chǎn)生，以及為了安全而降功率運行。這時候?qū)嶋H上更適合使用鋼塔架或者鋼混塔架（簡稱硬漢子），新聞中的項目真應(yīng)該好好核一下風(fēng)況條件，沒準(zhǔn)真應(yīng)該召喚硬漢子上。
還有一個就是，軟妹子、硬漢子都是高聳結(jié)構(gòu)，即便機(jī)組安全也不該晃動過大，這樣對運維人員情緒比較不好。
再說一個例子，去年聽說某機(jī)組廠家在江蘇沿海安裝了高塔架，我當(dāng)時大吃一驚，這個地方從我們在那邊大量的高空風(fēng)觀測設(shè)備獲取的數(shù)據(jù)來看，雖然江蘇沿海地勢平坦，沒有破壞性的風(fēng)況，但是由于海陸的熱力交換和粗糙度變化，使得風(fēng)切變大且變化劇烈。如果不做好充足的準(zhǔn)備，除了計算的發(fā)電量高以外，其余全部都是風(fēng)險。有一天一位朋友給我發(fā)來這張照片：
機(jī)組安裝過程產(chǎn)生了晃動，很聰明的用圖中辦法解決了問題。安裝時的晃動太容易出現(xiàn)事故了，當(dāng)時真是為他們捏一把汗，值得更多關(guān)注的是，20年運行期可能一旦出現(xiàn)問題，就得限制功率運行了，損失就不小了。
夢想的另一面可能是貪婪，貪婪的下一步可能是危險。我們夢想著實現(xiàn)低風(fēng)速上的突破，各種新技術(shù)的應(yīng)用帶來了新的發(fā)展，然而這一切都應(yīng)該建立在科學(xué)和客觀的基礎(chǔ)上，否則追求發(fā)電量和投資收益的終極目標(biāo)是很難達(dá)到的。
為了讓夢想的小船不是說翻就翻，我們其實做了非常多的測試工作，今天就拿風(fēng)切變的研究來說說，引用了一點張博士的研究素材。
IEC定義的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)：
shear=0
veer=0
TurbuleceIntensity=0
Inflowangle=0
Direction Variataion=0
在現(xiàn)實情況下，運行的風(fēng)電場都為非標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)：葉輪面上存在shear、veer、TI。。。
拿風(fēng)切變來說，它是指風(fēng)速隨著高度增加的變化趨勢，從統(tǒng)計意義上來看符合冪指數(shù)規(guī)律。下圖左邊是沒有切變的風(fēng)模型，右邊是符合冪指數(shù)率切變的風(fēng)模型。
咱們的機(jī)組載荷設(shè)計都是基于冪指數(shù)率，然而，這里面就有兩個主要的問題值得關(guān)注：
（1）載荷設(shè)計是按照冪指數(shù)規(guī)律來計算的，實際風(fēng)況因為地形地貌和熱力變化，可能不太符合這個規(guī)律，在設(shè)計過程中一定要考慮到設(shè)計余量和環(huán)境適應(yīng)性。
?。?）機(jī)組載荷計算輸入的是時間間隔10分鐘平均值求取出來的年值，機(jī)組在實際運行中瞬態(tài)變化被嚴(yán)重的平滑掉了，為了保證機(jī)組安全穩(wěn)定運行就需要通過實時控制策略來解決。
現(xiàn)實比理論殘酷得多，看看下面幾張截圖，取自于一個平坦地形激光測風(fēng)設(shè)備操作界面：
依上圖，十分鐘平均的風(fēng)切變并不是都符合冪指數(shù)規(guī)律；同時，從左側(cè)的風(fēng)向雷達(dá)圖可以看出，風(fēng)向在不同高度也是不同的，也就是說風(fēng)流過整個葉片的方向也是不同。風(fēng)切變和風(fēng)向切變在實際條件下還是非常復(fù)雜的，它的變幻多端，對于整個葉輪掃風(fēng)面的能量分布、吸收風(fēng)能的效率、風(fēng)載荷存在有動態(tài)、隨機(jī)的影響。那么我們在選擇機(jī)型和設(shè)備的時候，就得擦亮眼睛，因地制宜，多聽專業(yè)人士的建議了。
大伙兒說說，這一杯水咋就可能這么神奇呢？從上述來看，未來風(fēng)電場的開發(fā)與機(jī)組選型，迫切的需要長時間精細(xì)化測風(fēng)、重視瞬態(tài)的風(fēng)況變化。所以，軟妹子、硬漢子，什么情況該選誰，還是先且聽風(fēng)吟吧！
