周銘：各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家大家好。我是來自一家丹麥的公司叫POLYTECH，可能大家很多人都聽說過，我們公司是專注于風(fēng)電的防雷，葉片的監(jiān)測，還有前緣保護(hù)這一塊兒的。

　　

　　這是今天我要講的一些內(nèi)容。首先我們來看一下雷電環(huán)境和標(biāo)準(zhǔn)，我們先從現(xiàn)在的情況來看，現(xiàn)在的風(fēng)機(jī)是越建越高了，所以更高的風(fēng)機(jī)意味著什么？更高的風(fēng)機(jī)意味著更多的雷電會打在這個風(fēng)機(jī)上面，然后更大的風(fēng)機(jī)同時也意味著我們在停機(jī)的時候損失的發(fā)電量會更多。還有就是我們的風(fēng)電場，現(xiàn)在不光是從陸上轉(zhuǎn)移到近海，然后轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)海，它路程的遙遠(yuǎn)也使得我們維修的成本會越來越高。

　　

　　根據(jù)1998年就是大概二十年前的一個統(tǒng)計，就是雷電的損傷已經(jīng)成為風(fēng)機(jī)停機(jī)時間最多，維修成本最高的一個原因。在2000年左右，在有一些公開發(fā)布的文件中，它也支持這樣一個說法。近兩年情況有所變化，雷電損傷和前緣腐蝕成為兩大引起風(fēng)機(jī)停機(jī)和維修成本提升的兩大原因。我們公司正好這兩項都比較在行。

　　

　　然后我們再往下，在以前的防雷理論是這樣的，就是說如果是有一個默認(rèn)，就相當(dāng)于大家都覺得當(dāng)風(fēng)機(jī)被雷擊的時候，它肯定會受到損傷，然后這個損失比如說風(fēng)電葉片的維修，或者是說我要去更換那個葉片都是由保險公司或者可能由整機(jī)廠來買單，這個屬于一不可抗力，所以它在IEC 61400-24 Ed1第一版的時候他就有說你只是提供參考，并非是強(qiáng)制性的。

　　

　　下面我要講的是我們現(xiàn)在要做的一些事情，我們現(xiàn)在建議是把雷擊作為你設(shè)計風(fēng)機(jī)和你進(jìn)行運行的一個重要的考量，就是說他是我設(shè)計當(dāng)中的一個重要參數(shù)。然后我們在進(jìn)行風(fēng)電場選址之后我們會在你這個風(fēng)電場進(jìn)行微觀選址，所謂微觀選址就是我們在你風(fēng)電場地址確定之后，我們會對整個風(fēng)電場的氣象環(huán)境做一個調(diào)查，看一下當(dāng)年的雷擊密度，或者是風(fēng)向和溫度做一些調(diào)查，然后把這些氣象數(shù)據(jù)，加上它的一些地形的數(shù)據(jù)，加上你風(fēng)機(jī)的位置，風(fēng)機(jī)的大小，風(fēng)機(jī)的信息導(dǎo)入到軟件當(dāng)中去，然后進(jìn)行一個模擬的仿真，進(jìn)行仿真之后，你就能得到你這個風(fēng)電場哪一個風(fēng)機(jī)每年會遭受的雷擊的量雷擊的電流的大小。

　　

　　接下來我們會在風(fēng)電場的每一個風(fēng)機(jī)上安裝雷電監(jiān)測系統(tǒng)，使用這個雷電監(jiān)測系統(tǒng)來監(jiān)測整個風(fēng)電場的雷擊活動。同時我們會結(jié)合這個后續(xù)在風(fēng)電場運營當(dāng)中的雷擊的數(shù)據(jù)和我們在設(shè)計初期防雷系統(tǒng)的一些設(shè)計參數(shù)，和在防雷系統(tǒng)的測試表現(xiàn)，來對風(fēng)電場和風(fēng)機(jī)進(jìn)行一個智能化、精準(zhǔn)化的維護(hù)和保養(yǎng)。這個就像什么呢？這個就像是以前我們的車子，比如說輪胎被釘子扎了，我們把雷擊想成釘子，我們被釘子扎了沒有辦法，就是換輪胎。但是現(xiàn)在如果我們安裝的雷電監(jiān)測系統(tǒng)，我們就知道你是多大的釘子軋了你車的輪胎，是哪一個輪胎，然后進(jìn)行精準(zhǔn)化、智能化的控制。

　　

　　然后在IEC 61400-24 Ed2，就是新的這個標(biāo)準(zhǔn)上面，強(qiáng)制性認(rèn)證要求就是我們說的大電流就變成了我們強(qiáng)制性的要求，他在附錄D里面有記錄。同時我們還強(qiáng)調(diào)了一些易損件，他也有一些強(qiáng)制性的比如說你壽命上你能夠承受多大的雷電的要求，它在壽命上也會有一些要求。在IEC 61400-24 Ed2標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中，他還有就是要推薦使用雷電檢測系統(tǒng)來量化你雷擊暴露程度，然后就是推薦大家使用這個雷電監(jiān)測系統(tǒng)來定制你維護(hù)保養(yǎng)的周期。

　　

　　接下來我們來看一下我們的一個雷電監(jiān)測的方案。首先我們來看一下，我們?nèi)绻O(jiān)測雷電需要監(jiān)測什么，雷電我們有四個關(guān)鍵因素，他是破壞你風(fēng)機(jī)和葉片的主要原因，峰值電流、比能、電量、電流上升時間。這四個參數(shù)，峰值電流和比能都是一次性的，這兩個參數(shù)代表著你整個雷電所帶的能量有多大。接下來是電量，電量這個參數(shù)是累計值，你的電量累計值越高，那么你就會產(chǎn)生磨損，那么你到一定程度就要進(jìn)行保養(yǎng)和更換。電流上升時間同樣也是一個累計值，他是產(chǎn)生感應(yīng)電流的一個原因，所以這個參數(shù)非常的能考驗?zāi)銈冿L(fēng)機(jī)內(nèi)部的所有電子元期間的絕緣和屏蔽性。

　　

　　在測量這個參數(shù)的時候，注意點就是有哪些監(jiān)測系統(tǒng)的參數(shù)是比較關(guān)鍵的，首先是它的觸發(fā)水平很關(guān)鍵，就是我這個多少電流的雷擊可以觸發(fā)我們這個監(jiān)測系統(tǒng)并且開始把這個數(shù)據(jù)給記錄下來。我們這個數(shù)據(jù)系統(tǒng)能夠監(jiān)測最低的觸發(fā)水平是200安培，相對于5000安培的數(shù)據(jù)來說，他能夠記錄40%更多的雷擊，然后它的數(shù)據(jù)才會更準(zhǔn)確。然后還有一個是它的記錄時間和它的動態(tài)范圍，因為一個雷擊不光是一次性的雷擊，他在一個雷擊當(dāng)中可能會有首次的閃擊或者是多次的沖擊，所以你一個記錄的時間和范圍都非常重要，你要把它的整個波形都要記錄出來。還有一個是高分辨率和高采樣率就是你輸出數(shù)據(jù)準(zhǔn)確不準(zhǔn)確。我們這個LKDS相對來說能夠很好的處理這些所有的數(shù)據(jù)，然后輸出的數(shù)據(jù)也非常的準(zhǔn)確，它經(jīng)過了很多的振動或者是電子感應(yīng)的測試，當(dāng)然還有一些現(xiàn)場偏振，還拿到了DNV GL的一個認(rèn)證。

　　

　　這是我們LKDS的一個大概的構(gòu)造，在這里有一個Smart材料PS，這是我們一款全新的產(chǎn)品，然后它還有三個傳感器放到三個葉片當(dāng)中去，然后還有一個控制箱，然后它各種的通訊方式都可以自行定制，基本上市面上所有的通訊方式我們都有。當(dāng)然我們還提供一些其他的支持服務(wù)。

　　

　　我們拿到這個數(shù)據(jù)之后怎么辦？這里我們就會提到一個預(yù)見性維護(hù)，也就是我剛才說的智能化、精準(zhǔn)化的維護(hù)。我們拿到這個數(shù)據(jù)之后，大家可以從右上角這個圖上可以看到，這是我們真實抓取的一次雷擊數(shù)據(jù)，你可以看到它有很多次的沖擊，在單個的雷擊上面。能把這樣一個圖形精細(xì)的描繪出來，因為大家知道電量和比能都是一個積分值，不是一個恒定值，這些說到哪些數(shù)據(jù)重要，是你的峰值電能重要，還是比能重要還是什么周期？這四個其實都是非常重要的，都是我們進(jìn)行維護(hù)的時候需要參考的因素。

　　

　　然后當(dāng)我們已經(jīng)有了這樣一個LKDS之后，我們能做什么？當(dāng)他們超過了你的防雷系統(tǒng)的設(shè)計或者是測試值的時候，我們可以進(jìn)行及時的停止風(fēng)機(jī)，或者說你受到的庫侖數(shù)已經(jīng)超過了你的防雷值設(shè)計，這個時候你就可以及時的停止風(fēng)機(jī)進(jìn)行保養(yǎng)。反過來說，你也可以對某一些不需要沒有經(jīng)過雷擊的風(fēng)機(jī)，那么你就可以不需要對它進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，或者說是降低它的維護(hù)保養(yǎng)的頻率。這就是我們所說的一個預(yù)見性維護(hù)的作用。

　　

　　這個是剛才大家看到的波形圖，然后我們也可以輸出一個單個事件的雷擊報告，你可以在單個事件的雷擊報告里面可以看到這個雷擊波形，這個雷擊波形是精細(xì)化的，你可以看到剛才有一個密密麻麻的多個波形疊加的圖，你也可以把它放大到每一個節(jié)點，甚至是一毫秒以內(nèi)的圖，大家都可以從這個報告上得出，當(dāng)然這四個參數(shù)也都是可以直接得到。

　　

　　然后LKDS這個東西還可以出累計的報告，就是從你安裝完這個雷電監(jiān)測系統(tǒng)之后，我整個的風(fēng)機(jī)遭受了多少次雷擊，受到的最大電流和電量是多少都可以測量出來。我們現(xiàn)在LKDS在設(shè)計范圍內(nèi)已經(jīng)是批量了，有多個項目現(xiàn)在正在進(jìn)行運行。

　　

　　我這邊舉一個例子，在歐洲有一個300兆瓦的風(fēng)電場，在16個月的統(tǒng)計周期下面，我們發(fā)現(xiàn)了79次的雷擊，其中18%是負(fù)極雷，13%是正極雷，還有19%是雙極雷，這也是非常罕見的。而且其中還有很多是上行雷，還有一個重要的數(shù)據(jù)是這個風(fēng)電場有73%的風(fēng)機(jī)被雷擊，有27%的的風(fēng)機(jī)完成沒有被雷擊到。也就是說如果你進(jìn)行保養(yǎng)，我們這18個月內(nèi)你是不需要對這個27%的風(fēng)機(jī)進(jìn)行保養(yǎng)的。然后在最多的被雷擊的風(fēng)機(jī)的次數(shù)是7次、6次、5次、5次、4次，把他們加起來的話，就是說這五個風(fēng)機(jī)承受了總的三分之一的雷擊量，也就是說我們可以專注的對這個風(fēng)機(jī)進(jìn)行一些雷擊的加強(qiáng)設(shè)計，或者說我對他們進(jìn)行一個加強(qiáng)的保養(yǎng)和維護(hù)。

　　

　　接下來我會講一個這個是一個全新的產(chǎn)品，我們叫Smart LPS，智能防雷，這個智能防雷系統(tǒng)主要是用于復(fù)雜型葉片，像是碳纖維或者是除冰的葉片，當(dāng)這種復(fù)雜型葉片會有多個防雷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。大家可以看到，這個圖上的綠點或者是紅點都是我們Smart LPS的感應(yīng)電，他是離散的感應(yīng)點，然后這些感應(yīng)點可以和你的防雷系統(tǒng)合在一起，也可以分開來安裝，都是可以的。這些感應(yīng)點是單個的元器件，能夠獨立的發(fā)送信號，它的信號源輸出的范圍最大能達(dá)到2公里。然后即使有障礙物的情況下，我們測試下來它在150米的范圍內(nèi)，現(xiàn)在理論上以后使用更長葉片的情況下都是能夠正常傳輸?shù)摹Ｋ歇毩⒌碾姵兀恍枰俟╇姡碾姵厥悄軌蚴褂?5年，可以保證你整個生命周期都能夠使用這樣的一個Smart LPS的感應(yīng)器。

　　

　　這個感應(yīng)器有什么用呢？大家可以看到圖上有一個雷擊點，當(dāng)雷擊點發(fā)生在葉片第五對連接點的位置之后，他在后面所有紅色的點都會發(fā)紅，也就證明了我在這兩個感應(yīng)點當(dāng)中能夠感應(yīng)到它的雷擊的位置，從而把這些數(shù)據(jù)傳遞給LKDS。傳遞給LKDS之后，LKDS會處理一下這個數(shù)據(jù)，上傳到客戶喜歡的那個傳送方式，比如說上傳到云端，通過兩者的協(xié)同，我們就知道你在哪一個位置上發(fā)生了雷擊，從而可以幫助你們更精準(zhǔn)的來對雷擊防雷系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。同樣的，這個Smart LPS可以和其他的傳感器互動，比如說葉片的狀態(tài)監(jiān)測或者是葉片的載荷監(jiān)測整合到一起，作為一個整體的系統(tǒng)。

　　

　　下面這個是這兩者的結(jié)合性，就是說LKDS能夠負(fù)責(zé)這個雷擊的量級能量是多大，然后也就是說這個雷擊發(fā)生了什么。然后這個Smart LPS能夠測量出這個雷擊點準(zhǔn)確的發(fā)生在哪里。這兩者結(jié)合起來，再加上我們在設(shè)計初期像是我們在做碳纖維或者是做除冰葉片防雷系統(tǒng)設(shè)計的時候可以作為一個出行，再加上我們認(rèn)證的時候做的一些測試的數(shù)據(jù)，把這些結(jié)合起來，我們就能夠?qū)φ麄€葉片的防雷系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行一個完整的監(jiān)測。同時，我們也可以通過這幾項得到任何雷擊事件的后果，不會茫然的只是知道葉片被雷擊的，葉片需要更換等等。這也使得我們這個Smart LPS推出之后，現(xiàn)在第一個項目已經(jīng)運行了有半年了，使用方非常的滿意，這也是他希望向各個業(yè)主推薦Smart LPS的原因，我們之后還有更多的項目在運行當(dāng)中。

　　

　　這一張圖是我們記錄下來的兩個比較特殊的雷。首先我們這里有一個理論上的正極上行雷，就是左下圖，這正極上行雷在實際當(dāng)中是非常罕見的，因為通常上行雷都是負(fù)極的。我左手邊這一張圖是雙極的上行雷，他是一個負(fù)極雷和正極雷兩個雷的疊加。同時我們在積累運營和檢測當(dāng)中也記錄下來了它的雷電的情況。

　　

　　然后最后我們再提一下在最差的情況下，如果我們?nèi)魏蔚念A(yù)見性都沒有辦法使用的情況下，如果你的葉片、葉尖被雷達(dá)打壞了，那么我們有一款之前比較著名的一個產(chǎn)品，我們之前叫Polytech，就是這個葉尖植入體，他能夠幫助你改善葉尖部分的穩(wěn)定性的。你們可以在考慮修復(fù)風(fēng)電葉片、葉片的同時把這個植入體放在里面，當(dāng)然也可以做其他的后期改造。它的優(yōu)點有這幾個，首先它是一個定制化的設(shè)計，定制化的設(shè)計它能夠符合任何一個葉片的形狀。同時它能夠單獨通過高大電壓的測試。它的葉尖的效果非常好，因為如果你在葉尖的位置把這個防雷系統(tǒng)改善的比較好的話，那會給大家?guī)砀嗟膸椭Ｈ缓笏际墙?jīng)過測試過，具有一定的壽命值，他經(jīng)過大電流沖擊之后，他是完全沒有任何問題的，然后他是一個標(biāo)準(zhǔn)的具有一個DNV/GL認(rèn)證，所以大家在進(jìn)行防雷改造的時候可以考慮使用這樣的一個防雷系統(tǒng)的方案。

　　

　　謝謝大家，如果大家有防雷的各種問題歡迎大家會后跟我探討。謝謝。
(內(nèi)容來自現(xiàn)場速記，未經(jīng)本人審核，如有不妥，請聯(lián)系修改！)