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1、桑美台风对我国风力发电机组制造业的影响-再论抗台风风力发电机组的设计与制造,吴运东，浙江运达风力发电工程有限公司2006年9月,1.序2.桑美台风对苍南风电场的影响 3.桑美台风对我国风力发电机组制造业的影响,桑美台风对我国风力发电机组制造业的影响,1.序,去年我在“恶劣环境”研讨会上发表了“风力发电机组的抗台风设计”一文。该文的结论是：台风对风力发电场的利大于弊；我国东南沿海多年的统计，50年一遇的风速不大于60M/S（时距为3秒）；定桨距风力发电机组的抗台风特性优于变桨距风力发电机组；变桨距风力发电机组作一些改进设计可以满足抗台风的要求。,1.序言,今年桑美台风正面袭击苍南风电场，给风电场
2、带来毁灭性的影响。近年东南沿海台风一年比一年频繁且强度不断增强。风力发电机组的抗台风设计须重新考虑。,2. 桑美台风对苍南风电场的影响,今年8月10日下午5点25分桑美台风正面袭击苍南霞关，据中央电视台报道风力达17级（风速68m/s，时距为3秒），最高风力达19级。苍南风电场位于苍南霞关北约十公里的海拔700米 900米的山坡上，处在桑美台风正面袭击的路径上。,2. 桑美台风对苍南风电场的影响,18时台风中心经过风电场，此时风速达到最大且持续时间达2小时以上。估计风速在70米/秒以上（根据风电场测风塔在被台风吹倒前的风速记录为81M/S，时距为3秒；海军雷达站的风速仪，在吹倒前的风速记录为7
3、8.1M/S，时距为3秒）。根据浙江气象中心的报告浙江省的各个气象台站此时的最大风速如下图示：,2. 桑美台风对苍南风电场的影响,风电场共有28台机组，装机容量15.85MW，只有2xNordtank 550kW（机舱罩吹掉），2xDewind 600kW，1xVestas 660kW，3xWindey 250kW基本完好。其余20台机组都遭到不同程度的破坏。桨叶破坏最为严重，15xVestas 600kW 机组仅可拼凑成2-3台。其中2xWindey 750kW(27#、28#基础被吹翻)，2xDewind 600kW（19#，23#在塔架下段折断，倒地后又折为两段，共折为三段），1xVes
4、tas 660kW（7#，在塔架与基础段连接处的螺栓拉段）被完全吹倒。,1xVestas 660kW（7#，在塔架与基础段连接处的螺栓拉段）被完全吹倒,2. 桑美台风对苍南风电场的影响,从风电场破坏情况来看，主要有以下几个特点：A.当大风袭来，首先破坏的是桨叶，如桨叶破坏则机组可得以保全；若桨叶侥幸未被破坏则破坏塔架；若塔架未被破坏则破坏基础。,2. 桑美台风对苍南风电场的影响,B.该风电场共有28台机组，其中21台为变桨距的机组，7台为定桨距的机组。变桨距的机组仅有三台基本完好，占14%。定桨距的机组有五台基本完好，占71%。定桨距机组桨叶、塔架基本完好。由此可认为定桨距机组抗台风性能较好，
5、尤其是其桨叶与塔架。,2. 桑美台风对苍南风电场的影响,C.变桨距机组中有三台基本完好，分析其原因是因为它们 风轮旋转面都处于东北方向，而台风袭击风场时是东南方向正好与风向垂直，使桨叶受力较少，既保护了桨叶也保护了塔架。,3桑美台风对我国风力发电机组制造业的影响,风力发电机组制造厂商可以从桑美台风中考虑以下的问题：A. 我国东南沿海，尤其是上海以南的沿海地区其最大抗风如何考虑。风力发电机组的强度设计一般是按照当地风速的记录样本，计算出在保证率为98%的情况下，50年内不出现的极值进行计算。现在按IEC标准，极值风速为60M/S，,3桑美台风对我国风力发电机组制造业的影响,如果我们将极值风速提高
6、，则风力发电机组的重量及成本大大增加。而且在保证率为98%的情况下，50年内不出现这样的极值风速。所以风力发电机组的设计参数的确定是需要谨慎考虑的。我的观点是我国东南沿海陆上风电场的机组应考虑按IECPLUS标准，极值风速为60M/S。这是因为台风一旦登陆其强度迅速减弱。,3桑美台风对我国风力发电机组制造业的影响,B.风力发电机组的抗风设计主要焦点应该集中在桨叶、塔架和基础的设计上。桨叶可从两方面来考虑，其一是将桨叶设计成柔性桨叶，当台风袭来时，桨叶变形，使其受力大大减少，保护机组不受损坏；其二是将变桨距的桨叶也设计成和定桨距桨叶一样结实。,3桑美台风对我国风力发电机组制造业的影响,C.塔架设
7、计要考虑刚性塔的设计，这次苍南2xDewind及1xVestas的塔架折断，我认为主要是塔架壁厚太薄，当塔架任一处发生缺陷就会发生结构失稳，导致塔架折断。,3桑美台风对我国风力发电机组制造业的影响,D控制系统的设计上要考虑大风袭来时往往先破坏电网，控制系统一定要考虑不间断电源，该电源的容量要能够驱动变桨及调向电机并能保持30分钟以上的运行。,3桑美台风对我国风力发电机组制造业的影响,E海上风电场的开发。我的意见是：在上海以北的沿海可大胆进行海上风电场的开发，在上海以南的沿海开发风电场一定要慎之又慎。这次台风的登陆后极大风速达到70 80 M/S，登陆前在海上的风速一定大于此风速。而且这种强度的台风在海上也不是50年一遇，应该比50年大大缩短。,3桑美台风对我国风力发电机组制造业的影响,F加强有关台风及抗台风风力发电机组的基础研究。加强台风的基础研究，了解台风尤其是海上台风的规律。确定我国沿海陆上及海上风力发电机组的抗风等级。加强抗高风速风力发电机组的技术开发尤其是桨叶、塔架及基础的技术开发。,3桑美台风对我国风力发电机组制造业的影响,G苍南风电场已向保险公司投了台风险，但保险的理赔弥补不了实际的损失。建议所有沿海风电场都要投台风险，并建议沿海风电场联合起来设立台风基金，一方有难，八方支援，将损失降到最少。,
