7月初，在上海国际海上风电及风电产业链大会上，泰胜风能技术的蔡涛分享了用激光测风设备进行偏航控制。北极星风力发电网整理现场内容如下：
【蔡涛】：我来自泰胜风能技术，我叫蔡涛。泰胜风能技术是泰胜风能装备的一个全资子公司，泰胜在国内的塔架生产方面有知名度，在国内各地有它的生产基地。泰胜风能技术主要是针对于提高风力发电机的风能效率，致力于这方面的风能技术服务的业务，除了我是负责中国方面的业务之外，我们在澳洲、北美、印度这些也都在筹备相关的业务，我们有一批在国内国外资深的一些专家来做这方面的服务，泰胜风能技术不是一个贸易公司，主要是一个风电的服务公司，我们叫360度风电运营效率改进，也就是说对一些风电场的改进，帮助业主提升管理水平以及技术水平，提高风机的效率来提升风电场的运行效率。我们用激光测风设备来进行静态、动态的偏航控制，另外还有风力发电机动态变桨测量。
风力发电机应该说偏航误差很普遍，几乎每台风机上面都有或多或少的偏航误差，它的产生原因是多种多样，我们传统风力发电机方向测量的设备都是装在风力发电机的尾部，无论是机械的还是超声波，都是装在尾部，桨叶的扰动干扰，另外还有机舱的外形而造成风机在外形上扰流的作用造成偏航误差，也是非常重要的作用。还有安装上的误差，制造上的误差，也是偏航误差的原因，这不是主要的，主要是气动上造成的误差。原来在传统技术上不能测到偏航误差偏多少度，大家都知道有偏航误差，但是到底偏航多少没有多少，现在我们有了激光设备，应该说有了这样一个测量手段，也使我们这个矫正有了可能。偏航误差造成风力发电机发发电量的损失，以及额外的风力载荷，以及风机因为载荷的增加造成故障率的提高。现在更重点的关注与偏航误差带来的直接发电量的损失，这是一条COS平方的曲线，我们在欧洲做了很多随机调查，随机抽取了一些风力发电机，可能只有20-25%的风机的偏航误差在2度以内，风力发电量0.2-0.5%的损失，大部分风机偏航误差在6度以上，会造成2%的损失。
这里面每一个蓝点就是一次测量绝对误差的测量点，我测量点的时候风向与风机主轴的偏差到底是多少，我们以前经常跟业主交流的时候，业主说我们这个风机很先进，我们风机出厂时候都校准的很准，所以没有偏航误差，但是实际上这个偏航误差无关于这个风机是国产的还是进口的，早期的还是现在的，我们发现都或多或少存在偏航误差，这个是国产风机的偏航误差，达到了10度，相当于3%的发电量损失。对于偏航误差我们可以怎么来矫正呢，用激光的设备怎么来矫正，首先对一个风机来讲，我们在风机的顶上面安装激光测风雷达，经过2-4周左右的测量，我们会得到这样一个闪点图，我们通过调整测风仪或者修改风机的参数，把它纠到0度或者1度以下，在调整完以后，这个激光测风设备就可以拆除，移到下一台风机进行测量，这时候风机在矫正好的情况下进行运行。大部分已经安装的风机都可以用这种来进行服务。我们还有一种服务模式，叫做动态风机偏航误差控制，这是一种永久的安装，也是经过两周左右的测量，测量到这个风机平均的偏航误差，对这个偏航误差我们进行矫正，矫正到0度，这个时候我们并不拆卸激光设备，而是我们安装一个转换箱的这样一个设备，把原来测风仪的接线转接到转换箱，把激光设备的信号接入到这个转换箱里面，把风机控制输入信号接入转换箱的信号，平时以激光来控制。由于风机能够接收到风机方向的风向信号，所以对于风机的偏航控制能够更精确，能够使风机更好的对准风向，风机的绝对误差离散性变好了，风机能够更好的对准风，风机的发电量有所提高。这是我们信号转换箱的原理图，在这个里面我们把以前的控制信号也接到这个控制箱里面，把激光器的信号也接入到控制箱里面，控制箱有控制的逻辑，能够在激光设备极端的情况下面，信号可以切换到传统的风向仪上面，使风机继续运行。
这个激光测风仪是丹麦的，比目前市场其他的测风仪价格低，大概是测风设备20%左右的价格，所以具有很好的价格性价比。在风机上面我们可以用传统三脚架的方法，也可以用特殊的支架，像金凤和远景的风机，由于安装的限制，所以我们用了一个专门的支架来进行安装。激光偏航校正来讲有它的普遍性，能够提高风机发电量，能对的更准，能够提高发电量。他安装了偏航校正以后能够提高发电量。因为我们不会改变控制逻辑和控制参数，所以对风机来说实现简便，另外因为风对的更准，载荷更低，对于风机来讲提升了发电量以后降低了载荷，所以它是非常安全的提升发电量的手段，对于任何的风机都可以实施。另外这个激光设备只有现在市场上激光设备的五分之一左右，成本低廉，有比较高的性价比。
另外激光设备，在风机发展的过程当中，激光技术在风机发展过程当中扮演了非常重要的角色，在风机今后发展的技术当中可以风机的提前变桨、变速以及独立变桨这样一些功能，来更多的提升风机的发电量，来降低风机的载荷，降低风机的制造成本，目前来讲很多的国内外厂商已经开始考虑把激光设备作为风机的标配来提供。
对于一个风力发电机发电量的提升，很重要的一点是如何来评价这个效果，最有效的也是最准确、最直观的是功率曲线的测量，蓝色这一条是没有经过校正的，红色的这条是经过偏航误差校正的曲线，越是平均风速低的风场，通过校正提升的百分比越高。但是功率曲线测量由于费用比较高，时间也比较长，所以我们不可能在每一个风场来实现。在一个风场当中我们选取一部分风机先进行偏航校正，然后把这一部分校正的风机和没有校正的风机，在校正之前和校正之后同时期的发电量进行比较，因为它接受的风况是一样的，它们相对发电量的提升也就是它改进所带来的收益，相对发电量的比较在任何风电场都可以进行。第三个，在欧洲现在也是一个比较成熟的理论，COS平方曲线，2000年由Rosie实验室提出来的，2002年国际电工学会做了认证，这条曲线在欧洲作为偏航误差提升发电量数值计算上面的一个依据，当你计算到偏航多少以后，提升发电量提升多少拿这个来计算。在我们现实当中也有一定的意义，因为我们不可能每一台风力发电机来进行比较，虽然可能，但是现在很长的时间。
投资回报来讲，偏航误差直接带来的是发电量的提升，所以所有的成本我们并不是说我们风电场来承担，其实所有的成本从长期来讲是电网在支付这笔费用，也就是说我多卖了电，我投资部分的投资通过多卖电来收回。上面这部分是动态安装的情况，激光测风仪永久安装的情况。对于小风机来讲，因为它的台数多，提升相同发电量情况下面它的经济性相对比较低。对于大风机，发电量要好于静态改正的模式。对于1.3兆瓦以下的风机，通过刚才讲的静态校正，也就是说用激光测风仪来校正传统风机的模式，大概半年到一年可以收会校正的投资。这个是我们使用的激光测风仪，可能有很多人在我们的展台上已经看到过了，它包括两部分，这个是风机机舱顶上安装的部分。这是我装载机舱内部的控制盒，整个重量只有十几公斤，安装非常容易，任何风机都可以安装，里面有加热器，透镜上面我们使用了纳米料的涂层，不会结冰，在寒带地方都可以使用。这个设备进行了各种实验，防振动、干电子干扰都经过了一系列测量。现在我们拿这个做偏航误差的校正，从长期来讲，风机会对使用激光做更多的应用，在提前变速变桨应用上面，使风机有更低的载荷，更多的发电量，来使风机的性能更高，谢谢。
