云能投胡长成：雷电预警系统在风电运维中的应用

由中国农业机械工业协会风力机械分会主办的“第五届中国风电后市场专题研讨会”，于2018年6月13-14日在上海市召开，能见App作为战略合作媒体全程直播本次大会。

云能投会泽新能源开发有限公司总工程师 胡长成出席“第五届中国风电后市场专题研讨会”， 在叶片改造修复与回收利用专题论坛，分享题为“雷电预警系统在风电运维中的应用”的主旨演讲。

以下为发言内容：

胡长成：尊敬的秘书长、各位领导、各位同仁大家早上好，我是来自云南投新能源开发有限公司的胡长成，今天早上和大家分析的是风电场雷电预警系统的应用，是业主方，在雷电这块主要是以用户体验的方式和大家进行分享。

今天主要是讲雷电预警在风电场系统中的应用。我下面从以下四个方面，高山、高原及海上风场运维特点，作业窗口与多要素气象预警的关联性，雷电预警工作原理、规程案例等四各方面，雷电比较特别，在海拔3800-4500米左右，空气氧气稀薄，雷电比较大，风比较大，我们峰巅是一字排开的，没有树，雷电比较强。这是雷电的一个信号。

高山和高原风电场右图所市，是一字排开的，整个项目是十万的装机，全呈大概20公里左右，我们的运行维护的过程中主要是设备检修、检查、设备计划的时间，我们风电场出现小气候的情况，一般在工作区可能无法及时得到准确的气象气息，从气象局得到的中尺度气象服务是无法满足小尺度精准气象服务的，小尺度精准气象服务是针对风电场场内的雷电、浓雾、结冰的定制化小尺度气象服务。一般观测半径在20-40公里，基本可以覆盖风电场机组分布范围。像目前我们几个下属的公司是采取这样的方式，装了一台预警系统，50台25套装了一台，二套雷电预警系统就可以满足这个要求。

本项目主要解决的是一个小尺度基准气候与作业窗口时间的问题，一般主要是解决计划作业时间在途，预计15-30分钟内出现小气候现象的时候，我们会通知我们的值班员，包括是驾驶员，他们必须要出勤，减少了人力和财力的浪费。

第二个比如说正在作业的，包括常规风电故障的检修，还有大规模规范的情况，特别是辅助作业决策和人身安全，我们有一个案例，我们那边出现了一个情况，当时是在4到5月份的时间段，当时天气比较好，比较好的时候当时我们后台就预警，说接下来15-30分钟不会出现大的雷暴，当时天气比较好，大家觉得没有什么问题，我们现场也有工具在做，要进行大型工具的吊装，当时施工的规范也没有做好，后面因为雷击这个事情一个部件就损坏了，当时发现这个风电测量预测非常准，大家没有在意这个事情，后面真的赶上了，系统用上了后面精准度确实比较高，只要预警了你后面看强度什么都是在范围内的。

雷电预警的意义主要还是山区、高原及海上风场由于地形地貌更容易形成锋面雷暴、大雾结冰等小气候现象，往往运维人员上山时晴空万里，到山顶开始云雾缭绕或电闪雷鸣。

第二个是雷电作为对生产安全具有一定隐患的自然灾害，是联合国确定的十大自然灾害之一。风场的特点决定在雷雨天气人员在上山有着极高的安全风险，而躲避雷电时作为有效的安全防御措施。

第三全国每年因雷击导致的人身伤亡事件不断增加，虽然目前没有已知风场存在人员引雷导致的伤害，但风场中存在因雷死亡的牲畜的事件。我们周围是景区，都是山羊和牲畜，所以说对牲畜这一块的影响也是比较大。

现在解决的问题主要还是人员的无效出勤，通过近3年的应用，折算人员在途及车辆等综合成本，10W风电场每年约节省10-12万元运维费用。

另外一个是人身安全及作业决策，通过雷电预警信息的发布，有效的调整作业安排，避免吊装类作业和作业中的人员无法及时撤离造成的危险隐患。当时安装雷电预警还有领导层的考虑，为了员工的安全，其实也是让他们在上面干货非常安心，因为有时候这个雷电他们在外面干活不清楚天气变化的情况，当时也是出于这样的考虑，项目公司做了这样的安装。

雷电检测的手段，主要是通过监测范围较大，能够提供较为提前的预警信息，检测准备率比较高，目前雷电预警工作原理，感应式大气电场，场磨式大气电场仪。这是场磨式大气电场仪原理图。这个是探头机的示意图，大家可以看一下。他这个产品主要设计是一个三级的能限的，一级、二级、三级能限的设计，根据强度进行了设计，平时晴空万里是非常平和的曲线，如果是阴雨天气或者是雷电天气，会有动态的一个显示。

同时这个系统在工作或者中系统有自检与自复的过程，他一天自检是正常的，雷电这个东西在风电场是一部分，但是不关注这个也不行，我们从先手的感受来看。

这个是电场去年的示意图，示意图大家可以看到这个距离越来越远相对的误差会减少，但是它的范围内精度是非常高的。这个是典型雷暴过程记录的查询，查询还是根据你需要的，第一个他的作用有两个，我可以写出一个月报和年报对这个区域进行年度统计和分析，第二个出现系统故障事件的时候，我们可以从雷电外面大气的情况，通过这个数据和产品的性质进行综合的分析，我们业主当时考虑，当时分析雷电分析了多次，最终就没有形式一个确切的原理，我觉可以借助这个分析雷电事故可以更加全面。

这个是我们所属项目的特点，距离是5公里、10公里、20公里的半径。这个典型的大家可以看到，正常是很平滑的曲线，在雷电生成20点30分雷电有八个，八个过程中通过激发可以达到一级报警、二级报警，二级报警以后是三级报警，然后再到正常的。

不同气象条件的记录主要是晴天，晴天是很平滑的，还有多云的时候的曲线。

说了分级脖颈，第一级是2到3，二级是4到5，三级是7到9，我们根据报警进行工作的计划。

这是安装的示意图，安装比较简单，要达到90度以上，电阻要满足这个要求，下面的图显示更清晰一点，主要是电阻的看数据和处理器，外界的警报器等等，这应该和我们电力行业的报警一样，也是提高大家对雷电的意识。这个是故障诊断监控的一个画面。目前雷电预警在其他的行业，我们是南网那边过来的，他们现在也在用这一块。这个是我们下面有一个项目所做的整体的系统，它安接上可以实现这样一个功能。

最后我想说一下，因为我们所在的风电场是属于海拔比较高，3800-4500的距离，风控比较好，这种环境气温特别低，有时候5、6月份都会下雪的，这个地方环境比较恶劣，我们邀请各位同行和同仁，觉得你们的产品确实信得过，你可以非常自信去我们项目试一下。

因为我出来就看，好多他们去我们那个项目，因为我们那个项目应该在云南是属于非常恶劣了，也欢迎大家去我们项目指导和交流，最后说一下我们那个地方也是非常有特色的，刚才我说遍地的山羊，以前我接待了我们大学的老师，他们去就说这不是山羊，是满山都是羊肉串，我们当地山羊喝的是矿泉水，如果大家有机会到我们云南，我们也非常热情欢迎我们各位领导和专家进行指导和交流 。

谢谢大家！

（根据发言整理，未经本人审阅）