通过Spica Technology优化风力涡轮机性能:

风涡轮机的声学调节

January 20th, 2021

概述与背景

风力涡轮机在住宅区附近需遵守严格的噪声规定。为了在满足合规要求的同时优化能源生产，运营商需要精准的风速数据以实现实时调整。Spica Technology与FT Technologies合作，将我们的FT742声学谐振风速传感器集成到风力涡轮机系统中，使运营商能够在遵守当地噪声限制的同时，最大化效率。

在风电场附近的住宅区，运营商面临着在最大化能源输出和遵守当地噪声法规之间寻找平衡的双重挑战。Spica的一位客户是一名法国风电场的业主，该风电场拥有9台15年历史的Nordex N60 1.3 MW风力涡轮机，坐落于法国西南部的一座小镇旁。由于这些涡轮机的噪声较大，必须进行精细监控以避免居民投诉。
为了减轻噪声影响，风电场业主与当地小镇达成协议，在特定风速条件下关闭涡轮机，并由小镇补偿因停机导致的发电损失。然而，由于生产损失的成本通常高于计算的补偿金额，问题并未得到有效解决。此外，依赖于过时的机械风速计导致效率低下，运营决策更多依赖预测数据而非实时数据。一旦风速条件偏离预测，涡轮机必须手动重新启动，增加了停机时间和运营成本。

two wind sensors on wind turbine

困境

当风力涡轮机为了符合噪音规定而“降额”时，能源输出会下降，进而影响盈利。传统的风速传感器，如机械式杯型风速计，往往缺乏足够的精确度，无法在噪音减少和能源效率之间实现最佳平衡。此外，这些传感器在恶劣环境中往往表现不佳，导致数据不准确或机械故障。

成立于1997年的Spica Technology是一家丹麦公司，专注于为风力涡轮机提供先进的控制系统改造解决方案。他们开发了一种更有效的解决方案，将FT Technologies风速传感器提供的精准风速数据无缝集成到涡轮机控制系统中。其目标是让风力涡轮机操作员能够根据实时风况调整性能，从而优化噪音合规性和能源输出。

解决方案

FT742声学共振风速传感器与斯毕卡技术控制系统
FT742声学共振风速传感器因其精准度和耐用性被选中。其独特的Acu-Res®技术相比传统传感器具有以下几个关键优势：

  1. 高精度：提供实时的风速和风向数据，数据不会随时间衰减——这对于微调涡轮机性能至关重要。
  2. 耐用性：能够承受极端天气条件，包括严重结冰和强风，确保在恶劣环境中持续稳定的表现。
  3. 最小化维护：传感器的紧凑固态设计减少了机械故障的风险，提供长期可靠性。

斯毕卡技术的涡轮机控制系统经过改造，整合了FT742传感器，为操作人员提供实时数据，便于进行及时调整。通过将传感器整合到控制系统中，斯毕卡确保风力涡轮机在法律噪音限制范围内运行，同时最大化能源生产。

wind sensor on post

结果

斯毕卡技术与FT技术的合作为风电场运营商带来了令人印象深刻的成果：

  1. 优化能源产量：通过精确控制风力涡轮机的速度，运营商可以在必要时减少噪音，而不显著影响能源生产
  2. 改善噪音合规性：FT742传感器使涡轮机能够在噪音规定范围内运行，特别是在住宅区，避免了罚款和社区投诉。
  3. 降低维护成本：得益于FT742的坚固设计，运营商遇到的机械问题较少，整体维护需求降低，从而减少了运营成本。

一位风电场运营商报告称，在安装FT742传感器和斯毕卡控制系统后，他们能够更高效地遵守噪音法规，减少了频繁降额的情况，并且相比传统传感器设置，整体能源产量更高。

Spica Technology’s Experience with FT Sensors

“该项目取得了圆满的成功。 这是许多不同因素的共同结果——通过控制器和远程访问模式提高了设备的运行市场。 FT公司旗下的新型传感器则是这一解决方案中的重要组成部分。对于Spica公司来说，始终如一地为客户提供最佳技术是印刻在其DNA中的宗旨。 在谈及风传感器时，我们认为风涡轮机市场上最好的产品是FT公司旗下的传感器。 这也是我们选择与FT公司合作并加装他们的传感器产品的原因。对于我们来说，如果想更换就的传感器，那么使用FT公司提供的新技术是理所当然的选择。FT公司是风电行业内公认的能够提供高品质产品的企业。 我们甚至无需向客户解释为何选择FT公司的产品，因为客户均以知晓FT公司的产品是极为可靠的。 这就好比当你购买一辆汽车时，如果随车配备了米其林轮胎，你只会说，太棒了！ 你并不会对此提出质疑，因为你了解且尊重这个品牌。 FT公司的产品也是如此。”

Benny Thomsen

首席执行官 Spica Technology ApS

“当我们见到FT公司的传感器在一些风涡轮机上已经安装运行了超过十年之久，但仍旧状况良好，我们都不禁感慨，你甚至无法判断传感器已经在风涡轮机顶部安装如此之久。并且，对于在寒冷地区拥有风涡轮机的客户，我们也同样认为FT公司的产品是最为合适的。 凭借内置的加热系统，FT公司的传感器能够为风涡轮机运营商提供更久的设备运行时长。FT742-DM50是一款极佳的新型产品。 该产品可通过激光工具方便地进行校准，并且在安装后，即使需要调整产品，也无需重新校准。”

Anders B. Jensen

首席技术官 Spica Technology ApS

wind sensor on wind turbine

所使用产品:

FT742-DM50风传感器可直接安装在50mm（外径）的支撑管上，可读取的最大风速高达75m / s。 DM50产品具有出色的耐腐蚀性和防雷性能，是风力涡轮机和各种气象应用的理想选择。 为简化校准流程，DM50风传感器可使用FT公司旗下的FT039校准环和FT040校准工具进行安装。

了解更多