上海光机所“相干测风激光雷达系统关键技术及应用”项目荣获2022年度上海市科技进步奖一等奖
近日,上海市科学技术奖励大会在沪召开。会上颁发了2022年度各项科技奖励,上海光机所四项科研成果荣获2022年度上海市科学技术奖一等奖,其中“相干测风激光雷达系统关键技术及应用”项目荣获2022年度上海市科技进步奖一等奖。
绿色风电能源是国家“双碳”战略的重要支撑,风电的提质增效关键在于风场精准评估和高效利用,测风激光雷达能够测量高精度、高时空分辨率的三维风场,是风能评估的有效手段,且配置灵活;同时测风激光雷达能够感知风机前方400m内风场分布,提前控制风机方向和叶片桨角,降低负荷,提升效能;数值天气预报和航空气象保障对高精度风场廓线探测也提出了明确的需求。
测风激光雷达作为一种最有效的高精度风场探测手段,长期受限于缺乏高稳定和高可靠激光技术及使用环境要求严格,难以形成规模化应用产品。
项目提出和设计了全光纤相干测风激光雷达架构,突破了高灵敏度相干探测、高能光纤激光放大、实时精准风场反演等关键技术,解决了相干测风激光雷达环境适应性、高精度,以及低成本等瓶颈问题,形成了系列全天时、宽温工作、大量程、高精度、长寿命的相干测风激光雷达产品,使得产品在在国内外风电主流厂商得到广泛应用。研制的无人机载及机舱测风激光雷达填补了国内空白,达到国际先进水平。机舱式测风激光雷达产品能够综合降低风机载荷30%,提升整场发电量1.5~3%,促进了在风电领域的规模化应用,推动风能产业智能化升级,也使得我国风机装备在国际市场竞争中保持了明显的竞争优势。
项目已获授权发明专利23项,论文12篇,软件著作权5项,产品经过德国、丹麦和挪威等国专业机构的检测认证,与测风塔一级风杯测量结果对比精度优于±1%,被行业高度认可,并参与制定风电国际IEC标准。
项目系列产品在航空气象探测、风资源评估选址、风机前馈控制等领域得到规模化应用,有效提升绿色能源利用效能,促进了航空气象风场应用研究。建成核心技术自主可控、产能全球第一的标准化生产线,相干测风激光产品连续三年全球市场占有率排名第一,经济社会效益显著。
机舱式测风雷达在海上风机上进行前馈控制降低叶片负荷提升效能
机载测风激光雷达进行航空气象保障