ZephIR系统部署在复杂地形或简单地形进行风电研究项目之前,已经在英国遥感设备试验基地(Pershore, UK)与满足IEC标准的91.5米高测风塔反复进行过性能比对验证。通过对超过170多台ZephIR 300激光雷达的性能比对试验,计算出10分钟水平风速的平均值、标准差、梯度和相关系数R2,验证其相关性和一致性,详见表1。回归斜率显示ZephIR在所有高度的标准差<1%,远远小于当前IEC标准对杯式风速仪标准差值<2%的要求。在进行比对时,为防止意外发生,测风塔上不同高度安装的都是成对的杯式风速仪保证数据完整。比较中还包括不同气候条件下对激光雷达和杯式测风仪的所有影响。
高度 (m)
|
梯度
|
R值
|
||
---|---|---|---|---|
平均值 | 标准差 | 平均值 | 标准差 | |
91 | 1.004 | 0.007 | 0.988 | 0.007 |
70 | 1.002 | 0.005 | 0.991 | 0.008 |
45 | 1.002 | 0.004 | 0.991 | 0.006 |
20 | 0.999 | 0.005 | 0.992 | 0.005 |
表1:170多台ZephIR300激光雷达与测风塔实测数据比对结果
图1:ZephIR激光雷达与测风塔10分钟平均水平风速相关散点图。数据显示4个测量高度从20.5米到91.5米。
ZephIR的长期稳定性和精度不仅通过ZephIR校准精度的评估验证,还通过了在现实风场条件下反复认证试验。通过对ZephIR风速校准依赖的因素分析显示,其关键参数随时间漂移的可能性微不足道,可以忽略不计。在两个风电研究项目中,相隔很长一段时间后用同一台ZephIR300激光雷达分别与测风塔做了对比验证,由此产生的10分钟水平风速相关性梯度百分比变化在所有测量高度均<0.5%。
图2: 同一台ZephIR300不同时期2次试验中10分钟水平风速的梯度变化百分比。
除了重新部署性能验证,批次比较和在所有地形可证实性能,在由LM风能,DTU风能(Risø)和NKT光电,实验风研究调查一个为ZEPHIR300系统性能认证的一个高性能风洞。世界第一的结果显示在理论极限时,对跨越的5〜75米/秒的速度范围风洞仪器相比,ZEPHIR300表现出前所未有的性能。
其相关性非常高R 2>0.9999,和的比较曲线图的梯度小于0.5%,相当于用来校准隧道的空速传感器的预期精确度。