案例展示 / 输电线路

由于缺少电力,在偏远地区进行风项测量始终都是一项挑战。

背景

由于缺少电力,在偏远地区进行风项测量始终都是一项挑战。 这种状况严重限制了测量设备的使用,因为太阳能板、风涡轮机、柴油发电机或电池等设备的安装和维护过于复杂且价格昂贵。 因此,大量地区没有测量设备,造成气候报告和预测极为不准确。

总部位于冰岛的高压监控技术供应商Laki Power公司为解决这一问题研发出了新的方案。 他们的监测站位于架空电线上,并通过感应发电。 监测站配有多种气象仪器,用以测量风速、风向、环境温度和盐度等数据。 这些数据通过移动网络实时传送给电网运营商。 这些设备的安装需要30分钟,且后续运行无需维护。

随着电网网络延伸至广袤的地域,Laki Power公司的创新方案使得在更多偏远地区获取气象测量值变得经济可行,仅占其他解决方案成本的极小一部分。 输电线需要穿过山川、森林及峡谷——本质上是穿过各种需要进行局部气象测量的微型气候区域。 监测站是专为输电系统运营商(TSOs)、配电系统运营商(DSOs)以及其他电力公司开发,并在部署旨在提高现有电路线路容量的输电线动态增容(DLR)方面拥有极大潜力。 气象部门及高速公路管理部门也表示有兴趣部署Laki Power公司的解决方案,以弥补其气象监测系统覆盖范围内的盲点。

监测站位于高压输电线的正上方,通常处于风速及其他气候条件极端恶劣的山区。 在寒冷气候条件下,线路结冰是一种常见的危害,而在炎热干燥的气候下,则会出现高温和野火风险。 因此,在设计旗下LKX多功能DLR监测站时,Laki Power公司需要在系统中加装风传感器,以在极端气候条件下获得准确的风速和风向测量值。 同时,他们还要求这个传感器体积小、重量轻,且能够在在高压、高振动环境中正常运行。

项目

Laki Power公司与FT公司进行了接触,咨询了关于能够在多种气象条件下使用的风传感器。 FT742-SM产品凭借其小巧的提交、表面安装方式及全机加热防冰冻能力,被确认为最合适的FT产品。

最初的想法是将FT742-SM产品加装在LKX组件顶部。 初始测试显示该传感器产品能够承受所预期的高压状况。 但是,为节省更多成本,Laki Power公司的工程师决定将传感器安装在组件下方,以获得更好的电场防护。 公司还开发了一款蘑菇型顶盖,置于传感器顶部,以降低电晕放电的可能性。

在将传感器及顶盖集成至LKX-201监测站后,公司在德国Deutsche WindGuard风洞实验室进行了风洞测试。 测试收集了详尽的校准数据,以识别并纠正任何空气动力学影响,并确保测量数据具有足够的准确性。

冰岛及挪威境内的多个输电线路已安装了多台LKX-201监测站,并在包括冰冻和大风在内的极端恶劣气候下均保持了完美运行。

Laki LKX power line surveillance with FT742-SM wind sensor
FT742-SM wind sensor on a Laki power line transmission monitoring station

LKX-201高压多功能DLR监测站集成了4K双相摄像头和鱼眼地景摄像头,以及一系列精密的热成像环境传感器,从而具有广泛的线路及地面监测能力。

结论

“在我们测试过的所有传感器中,我们发现FT公司旗下的风传感器是唯一一个符合我们所有标准的:能够在高压环境中运行、能够承受极端寒冷和冰冻状况、小巧轻质,适合我们的产品设计。 在与FT公司进行紧密的合作,并完善产品间的集成后,我们对所取得的风洞测试结果十分满意。 产品展现出了极高的精准度,我们也能够将这种准确度应用到位输电线路进行风速测量上。

”目前,风能和太阳能灯可再生能源技术已经极为商业化,投资商和公司正寻求能够改善利润的新方式,并且很多公司都在从改善控制系统方面下手。 由于可再生能源发电系统的投资成本较高,因此,保证系统在其最大输出功率点附近运行是极为重要的,特别是对于风能和太阳能光伏发电系统来说。 此外,由于风能和太阳能光伏电站的资源具有间歇性,因此,对风速和阳光日照进行准确地预测和建模是十分必要的。 不仅如此,为获得更为稳定的能源供应,可再生能能源发电系统通常与电网系统互联。

“在我们的监控站上集成FT742-SM风传感器使我们能够为输电系统和电网运营商提供实时风速和风向信息。 从而为他们提供可用于执行的情报,以监测管理电网基础设施,特别是在寒冷偏远气候环境和野火高发地区内。

Bjorgvin Sigurdsson
首席执行官
Laki Power
冰岛

wind sensors on power line monitoring in Iceland