机舱雷达在风速测量中的使用标准制定工作组第六次会议

2020年12月1日至3日，IEC 61400-50-3“机舱雷达在风速测量中的使用”标准制定工作组第六次会议在线上召开。来自8个国家的23位代表参加了此次会议，中国方面，鉴衡认证中心（CGC）、牧镭激光（MOVELASER）的两位专家参加了会议。

标准制定进程

IEC 61400-50-3 （Wind energy generation systems – Part50-3：Use of nacelle mounted lidars for wind measurements）基于目前最好的知识和经验，旨在描述使用机舱雷达测风的程序和方法，以确保得到一致的、可追溯的数据并报告。

经过三年多的编写工作，标准的主要内容已确定下来。较原计划略有推迟，最新的计划为2021年5月15日向IEC提交FDIS版并进入国家投票阶段，预计2021年7月15日取得国家投票结果。

本次会议

会前共收到各国针对CDV版本提出的修改意见302条，其中90条为技术性修改意见。经过筛选后，本次会议主要讨论其中42条；其中一些经讨论后被驳回，一些达成一致意见并组建小组进行实施，少数几个问题遗留并将进一步讨论。

此CDV版本，第8章原“雷达分级Classification”改为了“由于环境条件的变化带来的不确定度”。最早考虑“雷达分级”是对应了2017版功率标准附录L中垂直型雷达的内容，但因机舱激光雷达的一些特性，分级测试并不容易做，且已有经验还不适合在此阶段给出建议。评估环境条件的变化带来的不确定度被分为两个相互独立的部分：第一部分是评估环境变量的变化对视线风速等中间值的不确定度，第二部分是评估环境变量的变化对风场重建算法（WFR）带来的不确定度。改动较大的是，原“分级”需由第三方机构进行测试，但此标准中允许在实验室进行比较/测试，也允许通过仿真或解析法（理论推导）来评估中间值对环境变量的敏感性；同时，由于目前没有简单或既定的方法来评估环境变量变化对风场重建算法（WFR）造成的不确定度，因此该标准提供了WFR对其不敏感（即该项不确定度为0）的评判标准，并要求相应的证据库和报告应由雷达厂商提供。

以下就此次会议讨论的两个问题进行介绍：

1. 美国（US）提出，考虑到前标定将限制激光雷达的使用，是否可以允许后标定代替前标定？或者规定标定有效期为18个月？

根据工作组秘书的核查，是否允许后标定代替前标定这个问题已多次讨论过，且在潘普洛纳实体会议中，因仅有5位专家同意而驳回，此次不希望再重复讨论。那么是否应规定一个标定有效期呢？来自测风咨询公司的Peter认为，这不好说，对于功率曲线测试大家普遍认为是一年有效期简单测量风速，但对于其它对准确性要求没这么严格的测量用途，也可能是两年，这应取决于具体的测量用例，同时也很大程度上取决于某款雷达的技术，很难一概而论。来自雷达厂商Zephir的John指出，不希望每次使用前都必须标定，这很贵。来自Wind Guard的Klaus和来自Gamesa的Ioannis等人认为，如果规定一个很长的有效期或仅听取雷达厂家的建议，这给使用者带来了测试准确性上的风险，尤其对于功率曲线测试。更有人指出，实际上我们没有覆盖很多型号的雷达失效或降级的经验。

最终决定修改为“标定的有效期以及该时间段内允许使用的测量项目数，应根据该测试用例相关的指南和雷达制造商的建议确定。”

2. 数据筛选章节，其中的两条筛选条件，第一条、叶片阻挡雷达激光束或是大气条件“差”导致的10min内采样频率不足；第二条、激光雷达数据可利用率低于足以表征10min时间段的阈值。这两条筛选条件的区别是什么？建议合并为一条。

对于机舱式激光雷达而言，叶片旋转遮挡激光束会影响其采样频率，但在一定范围内是可以接受的；而大气条件“差”，如大雾或气溶胶浓度低等，也会影响数据的可利用率。专家们认为，叶片遮挡和大气条件只是其中两个影响可利用率的原因，可利用率还跟其他条件如测量距离等有关，第一条筛选条件可以被第二条包含，本次会议一致同意仅保留第二条。同时，在数据收集的章节，增加一条建议“由于风轮转速会影响记录的有效样本数，建议绘制10min统计值的风速vs可利用率曲线。”

会议投票过程

此次参会专家列表

供稿：迟冰（CGC）

关于IEC 61400-50-3“机舱雷达在风速测量中的使用”标准

IEC61400-50-3（Wind energy generation systems –Part 50-3:Use of nacelle mounted lidars for wind measurements）标准工作组成立于2017年，由丹麦DTU发起，成员来自大学、检测认证机构、激光雷达制造商、风电机组制造商等30家机构，包含6家中国单位，其中鉴衡认证是唯一持续参与编制工作的中国机构。当前，机舱激光雷达已成为许多智能风力发电机组的标配，其有助于更准确地预测机舱前风况，从而实施更加合理的控制策略；此外简单测量风速，对于难以立测风塔的海上风电，机舱雷达在测试和运营阶段都有更加广阔的应用前景，该标准的制定将会将会对其在行业的标准化和规范化发展起到重要作用。CGC

历次会议回顾：

首次会议：

第三次会议：

第四次会议：

第五次会议:

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