台风对近海风电场运行影响研究
台风对海上风电项目建设的影响及对策
台风对海上风电项目建设的影响及对策摘要:浙江省海上风能资源丰富,尤其是台风盛行季节,对海上风力发电产能是一个利好条件,但是对于海上风电项目基建期来说,是一个不利因素。
本文以浙江省首个海上风电项目为例,介绍台风对海上风电建设的影响及防台过程中积累的经验、对策。
关键词:台风;海上风电;普陀6号海上风电场;基建浙江省地处我国东部沿海,东西与南北直线距离均约为450km,面积约为10万km2。
浙江省地形复杂,地势自西向东北呈阶梯状倾斜,沿海有3000多个岛屿,是我国岛屿最多的省份。
区域属亚热带季风气候,四季分明,光照充足,降水充沛,风能资源较丰富,具有较好的大型近海风电场建设条件。
浙江省同时也是我国受台风影响显著的省份。
根据监测显示,1949-2017年,共有43个台风登陆浙江,其中33个直接登陆,10个为二次登陆。
登陆浙江的大部分台风在西北太平洋上生成后向西北方运动进入浙江沿海。
7-9月,是台风登陆浙江最多的时节,占总登陆风数的93%。
秋季开始,副热带高压东退南移,台风路径偏南,所以秋台风较难直接影响浙江。
一、浙江舟山普陀6号海上风电场2区工程基本概况及防台设计浙江舟山普陀6号海上风电场是浙江省首个海上风电示范项目。
风电场位于舟山市六横岛东南侧,风场东西长约12km,南北宽约3~5km,总面积约50km2。
风场场区内海底地形变化较小,水深在12m~16m之间,风电场中心离六横岛距离约11k,场区主要特点是厚淤泥、大涌浪。
整个风电场2区工程总装机容量为252MW,布置63台上海电气4MW风电机组及1座220kV海上升压站。
因风电场地处热带气旋影响区域及沿海大浪区,故对风机选型及基础设计提出了相应的要求[1]。
本项目风机设备选用西门子SWT130-4.0机组,是世界上最成熟、占有率最高的海上风电机组。
其叶片按照10min最大风速50m/s设计,一体化叶片工艺提升叶片强度;塔架根据实际风场环境工况定制;液压变桨系统可在失电情况下通过UPS继续维持主控工作,指挥风机安全顺桨停机,机组可在失电和无法偏航的情况下,长时间耐受在设计风速范围内的台风眼最恶劣工况。
海上风电机组抗台风策略与应急管理研究
海上风电机组抗台风策略与应急管理研究摘要:为保证海上风电机组能较好在台风等恶劣天气下生存,本文首先给出了台风极值风速大、非平稳性强、风向变化快等基本特征,分析了台风对海上风力发电机组的动静载荷效应及常见的失效模式,在此基础上,分析风机关键部件及控制策略,并对主流控制逻辑进行了一系列针对性功能嵌入,使机组按逻辑,通过SCADA操作机组进行抗台前准备动作及台风期间的偏航控制策略等一系列动作有效降低对台风的冲击,最后进一步提出抗台应急管理措施,保护海上风电机组可靠安全运行。
关键词:风电;海上;抗台;控制策略0 引言随着海上风电的不断发展,在国家政策的大力持下,即将迈入大规模的海上风电场建设阶段。
我国东海、南海风能资源丰富,海上风电建设全面加速,然而在我国位于太平洋西侧,为受台风影响最为严重的国家之一。
本文首先研究分析了台风对海上风电机组的动静载荷效应影响,在此基础上结合抗台风型风电机组的实际情况,从风机主要部件设计到控制策略做好相关保障措施,避免风机的颠覆性破坏,并力争实现基于可靠度的抗台风设计;最后进一步提出抗台应急管理措施,保护海上风电机组可靠安全运行。
1 台风对海上风力发电机组的影响分析1.1台风对机组的静载荷效应台风环境下的风压影响对机组造成静载荷效应。
当风的流动遇到物体而受阻时,风速变小,向风面风压升高,流经结构后在背风面通常产生紊流,使风速局部升高而风压降低,对背风面造成吸力,前后相加形成牵引力,对迎风面及背风面也各自形成了压力及吸力。
台风影响设备时,设备结构所受风压静力与空气密度和风速有关,台风时空气密度很大,风速有时高达70m/s,因此,在受风面积一定的情况下,极易超过设计载荷极限,使设备遭到破坏。
1.2台风对机组的动载荷动力效应台风环境下常伴随高湍流,并进而对风电机组施加了动载荷,造成机组的动载荷效应,导致机组破坏性失效。
台湍引起风速、风向及其垂直分量迅速扰动或不规律性,在台风特性作用形成湍流团,在湍流区域有较大的气流混合与能量转换活动,给区域内的设备造成破坏。
近年来气象灾害对风电场影响的研究进展
近年来气象灾害对风电场影响的研究进展摘要:随着风电场的大量兴建,气象灾害对于风电场安全的影响问题受到越来越多的关注,气象灾害会使风电场内设备受损,发电效益降低。
主要论述的气象灾害包括:台风、雷电、低温冰冻、暴雨、沙尘暴、高温等相关灾害,简单分析气象灾害对风电场各划分单元(风电机组、集电线路、升压站、建筑、道路)的影响程度和分类。
通过近十几年来国内外气象灾害对风电场影响相关文献的综述,分析发现台风大风对风电场造成较大的机械破坏;雷电造成风机和电网损坏;低温冰冻引发设备覆冰、机械故障及发电量损失;暴雨诱发山洪,冲毁风电场内建筑和道路,引发内涝淹没地面设备;沙尘暴主要影响在于大风破坏和沙尘撞击叶片等敏感设备;高温引起电器设备温度升高,引发火灾爆炸;台风、暴雨引起的滑坡泥石流、高温干旱引发山林草原火灾等次生灾害危害风电场。
关键词:风电场;气候灾害;影响引言近年来,中国政府把风电行业放在优先发展的位置。
中国具有世界级的风力资源,总技术潜力资源估计为250GW。
我国的风电事业有很大的发展空间。
截止到目前,我国已发展了百余家风电场,但尚没有我国自主研发的大型风力机组。
运行的大多数机组是由国外进口的,由于地区的差异,这些机组很难适应我国的特殊气候条件,造成较高故障率。
1气象灾害1.1台风热带气旋是发生在热带或副热带洋面上的低压涡旋,是一种强大而深厚的热带天气系统,其中最大风力达到12级的称为台风。
台风对风力发电机组的破坏机理主要体现在对设备结构施加的静载荷和动载荷叠加效应。
风电设备所受风压静载荷与空气密度和风速有关,与风速的平方成正比。
台风风速可高达70m/s,空气密度很大,极易超过设计载荷极限,破坏风机设备。
风压动载荷主要由湍流引起,湍流强度越大,对风机的破坏性越强,湍流对设备结构形成周期性激荡,若湍流产生的周期恰好与风机固有振动周期相同,设备结构就产生横向的共振,导致风机被毁。
湍流强度突变也会影响风机正常运行。
台风对风力发电影响的分析报告
还要考虑到风 向和湍流强度等指标 台风不仅考验着风 电机组抗击 极 限风速 的能力 ,更考验着风 电机组 的控制策 略。在 台风环境 的复 杂风况条件下 ,若控制策略不对 ,停机锁桨 时叶片 的朝 向有偏差 , 很 可 能 造 成 叶片 被 台风 摧 毁 。 2 . 3 . 3 台风 对 风 机 的影 响 ( 1 )湍 流 强度 过 大 的 影 响 台风环境下 ,风 向变化 多样 ,湍 流强度增 强,如果湍 流强度 设 计预 留的范围比较 小,那 么极 强台风环境下 的强湍流就有可 能对风 电机 组 造 成 致 命 的损 伤 。 湍流强度 大会使得 风机 的输 出功率减 少,风的湍流扰动 对风机 系统会产 生随机 的强迫 振动,如果湍流强度增大 2 ~3倍 ,则结构动 态 响应或脉 动风荷 载的计算值 也会成 倍增加 ,最终 导致风 机 ( 叶片 或塔筒 )断裂 。 ( 2)风 速 过 大 的 影 响 狂风下变浆机构会使受力远超过设计值,部分连接叶片和三角 支架 的拐 臂断裂 ,或者 三角支 架本身破裂,叶片位 置失去控制不再 处 于顺桨位 置,会使风 轮出现 飞车情 况。 风速 过大使 各个连接 部位螺 栓松动 、机舱 外部保 护罩的损坏等 情况;同时电气 元件 和控 制模块 易受震动而弹出或受损 。 ( 3 )风 向迅 速 变 化 造 成 的 影 响 台风登陆时,风 向变化较大,机舱和风轮的侧 向受力较大 ,由 于偏航驱 动机构 的减速 系统大多有 自锁机构,大风的强迫转 向使风 机的偏航 系统在此过程 中受到严重损坏 。 ( 4 ) 电风 停 电的 影 响 台风来临时,风场附近 电网首先破坏 ,电网停 电后 ,风机偏航 系统不能及时随台风的风 向改变偏航角度,风机紧急停机而处于刹 闸状态,会大大增加叶片和整机的载荷 。 ( 5 )潮 湿 、盐 雾 等 环 境 的影 响 靠近海岸线 的风 电场 ,风 电机组要受到潮湿 、盐雾等环境 的侵 蚀 ,若风 电机组防潮和防盐雾不够好 ,就会造成风 电机组载荷承受 能 力 的 下 降 ,台 风 就 很 容 易 造 成 风 电机 组 的 损 伤 。 3对 海上风电开发机风机选型的启示 要确保风机平安度过 台风期 。首先 ,风机选型必 需严格符合风 区类型:其次 ,从零部件环节确保风 电机组 的质量 ;第三 ,在台风 风况下采取有效控制策略 。
近海风力电防台风技术的研究现状
定性分析
理论和实践 相结合研究
三.风电机组设计技术的研究与发展
合理选址 改善偏航控制系统设计 减轻叶片重量
风机在台风过程中易损件的控制和新技术的应用
充分利用风资源
新叶片的推动力一新技术在叶片上的应用
及时跟踪气象信息
பைடு நூலகம்
带来更大利润 减少维护成本
四、结论
1、加强风电场建设的微观选址风电机组的微观选址应当综合考虑风电机组的安全 性和发电效益。微观选址方面,因台风强气流突然改变带来的非常湍流是造成风机 破坏性损害的主要原因,避免在环境湍流大的区域安装风电机组就是最有效的预防 措施。风电场在场址选择时,应避开台风经常登陆的地方,避开强风区。风机基座 在微观选址时,应紧密结合风电场实际资料,选取合理的风机基座位置。 2、机组选型按照国标风力发电机组安全等级的要求,风电机组应设计成能安全承 受由其等级决定的风况。设备在选型时要重视控制系统电源防风、防雨能力。 3、管理措施层面风电场的安全经济运行涉及多个部门,包括风电机组制造商、风 电场业主及运行单位等相关部门。有效地提高风电抗台风能力,只有以上单位通力 协作,才能充分保障风电的安全经济运行。. 4、风电机组制造商设备制造单位为沿海地区及海上风电场生产供应风机设备时, 应充分考虑台风的影响,针对不同的风场,不同的机位采取差异化设计制造。
5、 风电场业主及运行单位台风易发、频发地区,应当对风电场所有风机的湍流强 度重新进行校核计算,并按计算结果采取相应的防范措施。 6、灾害预警风电场应根据气象部门发布的台风灾害预警信息,跟踪台风的移动路径 及风雨强度变化,及时做好应对策略,最大程度上减少台风灾害对风电场的破坏, 并充分利用台风,提高发电效益。 7.、台风是强烈的热带气旋,台风蕴涵的巨大能量将对风机设备结构施加静载荷和 动载荷叠加效应,形成周期性激荡,若周期恰与风电机组固有振动周期相近时(或整 数倍时),使叶片出现裂纹、撕裂、折断,偏航和变浆系统受损,甚至倒塔,最终导 致机组损坏。因此防范台风时要求对电力变浆风机紧急备用电源正常,确保停机时 风机叶片能够执行顺浆避风的安全指令,使叶轮处于自由避风状态,避免设备与台 风湍流频率形成共振。
风电场台风期间情况汇报
风电场台风期间情况汇报近期,我所在的风电场遭遇了一次台风袭击,我将在此向大家汇报风电场台风期间的情况。
首先,台风来临之前,我们风电场已经做好了充分的准备工作。
我们对风机进行了全面的检查和维护,确保其在台风来临时能够正常运转。
同时,我们也加固了风电场的建筑物和设施,以应对可能出现的强风和暴雨。
此外,我们还加强了对风电场工作人员的安全培训,确保他们能够在台风期间做好自我保护。
在台风来临时,我们密切关注着风电场内外的情况。
我们通过各种气象预警系统和监测设备,及时获取台风的最新动向和风场的实时数据。
一旦发现异常情况,我们立即启动了应急预案,采取了相应的措施,确保风电场的安全运行。
在台风期间,风电场的风机和设施都经受住了考验,没有发生严重的故障和损坏。
这得益于我们平时的维护保养和紧急应对能力。
同时,我们也注意到,在台风期间,风机的发电效率有所下降,但并未出现停机现象,整体运行状况良好。
在台风过后,我们对风电场进行了全面的检查和维修。
我们发现了一些轻微的损坏和故障,但都及时进行了修复和更换。
经过一段时间的维护,风电场已经恢复了正常的运行状态。
总的来说,风电场在台风期间的表现还是比较令人满意的。
我们的准备工作得当,应急预案执行到位,风机和设施都经受住了考验。
但我们也意识到,仍有一些地方需要进一步改进和完善,以提高风电场在极端天气下的应对能力。
希望今后能够继续加强风电场的安全管理和应急响应能力,确保风电场在各种极端天气条件下都能够安全稳定地运行。
同时,也希望能够加强与气象部门和其他相关单位的合作,共同应对台风等极端天气的挑战,为风电场的安全运行保驾护航。
台风对风电开发影响
2010年影响中国近海的热带气旋
台风“鲇鱼”在南海强度变化
时间 101918 102109 102211 102213 102215 102221 102309 102311 经度 118.1 117.5 118.2 118.2 118.30 118.3 117.9 117.8 纬度 16.9 19.5 21.2 21.5 21.8 22.3 23.5 23.7 中心最大风速 52 50 48 45 43 40 38 38 中心最大气压 940 945 945 950 955 965 965 970 10级风半径 100km 150km 100km 100km 100km 80km 60km 50km
模型计算的台风‘麦沙’的风场
模型计算的台风‘卡努’的风场
长江口以北除了台风之外,可由多种天气系 统造成,因此本图长江口以北推算值不准确
热带气旋影响区风机安全风速等级
热带气旋影响下50年一遇最大风速
热带气旋影响区风机安全风速等级
对应风机安全等级风速的出现频率
<25m/s
25~32 m/s
热带气旋影响区风机安全风速等级
台风风场模型计算
每个网格点出现过 的最大风速
?
风机安全等级台风 风速的出现频率
50年一遇设计风速
热带气旋影响区风机安全风速等级 在靠近陆地时显示明显的风场非对称性
在大洋上基本为圆对称
2005年‘麦沙’的风场实况
2005年‘卡努’的风场实况
热带气旋影响区风机安全风速等级
平面极坐标水平运动方程组: 2 dvr vθ ∂P − − fvθ = − + Fr ρ∂r dt r
0.46 0.42 0.38 0.34 0.3 0.26 0.22 0.18 0.14 0.1 0.06
台风天气下的海上风电场运行保障措施
台风天气下的海上风电场运行保障措施作者:徐哲余晓明王敬利姜天平来源:《风能》2014年第11期东海大桥风电场是我国乃至亚洲第一个海上风电场,项目一期装机容量102MW,采用34台华锐风电3MW海上风电机组。
2010年8月31日,34台机组全部完成240小时验收考核,正式运行至今,已经超过四年。
风电场所处海域位于北亚热带南缘、东亚季风盛行区,降水充沛,气候变化复杂。
海域受冬夏季风影响明显,夏季受海洋性季风影响,每年都会不同程度受到热带气旋的灾害影响。
根据历史统计,该海域热带气旋(常称“台风”)7级以上的次数为平均每年3.6次,最多7次;8级以上平均每年2.4次;9级以上的台风平均每6年一次。
台风常伴随着长时间的大风天气,可持续4天左右,甚至能达到7天-10天,虽然东海大桥风电场位于近海区域,但是附近海域开阔、障碍物少,大风天气容易形成较大的浪涌,影响船只航行安全,严重制约运维人员随时登机的可行性。
台风期间的发电机组检修工作承受着巨大挑战。
如何解决台风条件下海上风电机组的运行保障问题,对于国内首个海上风电场而言,并无案例经验可以借鉴。
近年多次台风的入侵,为海上风电台风天气运行工作逐渐积累起经验。
东海风电场最强台风经历东海大桥风电场成功并网运行至今,已经历多次台风侵袭,其中强度最大的一次是2012年8月“苏拉”、“达维”、“海葵”三次台风连续袭击的经历。
2012年8月3日,在台风“苏拉”、“达维”连续登陆我国东部沿海一天后,11号强台风“海葵”(图1)在日本冲绳县东偏南方的西北太平洋洋面上生成,并向我国东部海域移动,几天内,“海葵”强度持续增大,7日下午加强为强台风。
8月8日3时20分前后,“海葵”在浙江象山县鹤浦镇沿海登陆,成为近5年来首个正面袭击浙江的台风。
“海葵”登陆时,中心附近最大风力有14级(42m/s),强度超越之前的姐妹台风“苏拉”、“达维”,是东海风电场海域近年经历的最强台风。
表1为华锐3MW机组在“海葵”期间的发电量。
台风期间海上风电场空气密度研究
第51卷增刊(2)2020年12月人民长江Yangtze River Vol.51,Supplement (Ⅱ)Dec.,2020收稿日期:2020-01-15作者简介:洪畅,男,工程师,硕士,主要从事风电与光伏等新能源工程研究工作。
E -mail :hongchang@mail.com文章编号:1001-4179(2020)S2-0290-04台风期间海上风电场空气密度研究洪畅,胡超,邓超,刘凯(长江勘测规划设计研究有限责任公司,湖北武汉430010)摘要:为了明确台风期间风场空气密度变化范围及其变化规律,提出了一种较为准确的评估算法。
通过获取目标位置周边气象站的高频数据,对数据进行质量控制之后,利用典型气象要素插值方法,得到目标风场台风期间的空气密度极值以及变化规律,并将获得的结果与已建成的海上风电场台风期间的实测数据进行了对比。
计算结果表明:①各气象要素有效地体现了台风期间气象变化规律,计算结果与实测数据基本吻合;②选取不同样本进行分析后得到了不同强度及不同距离台风对目标位置空气密度的影响规律;③评估算法精度较好。
该方法可在实测数据缺席的情况下为待建风电场的机组载荷安全性计算及发电量评估提供参考。
关键词:空气密度;台风;空间插值;海上风电场中图法分类号:P458.124文献标志码:ADOI :10.16232/j.cnki.1001-4179.2020.S2.0731研究背景中国海岸线长达3.2万km ,沿海及其岛屿地区包括山东、江苏、浙江、福建、广东、广西和海南等省沿海近10km 宽的地带,年风功率密度在200W /m 2以上,具有巨大的风能发展潜力[1]。
在海上风电市场逐步开发的同时,沿海地区每年遭受台风侵袭的次数及强度有逐年增加的趋势[2-4],近20a 登陆中国的台风数量变化情况如图1所示。
场址附近登陆的台风将严重威胁海上风电场的安全及经济效益,因此,准确地评估台风影响下已建成或待建海上风电场的风资源情况,则已成为业界重点关注的议题。
台风对风力发电影响的分析报告
台风对风力发电影响的分析报告【摘要】本文对在2014年8月6日强台风“威马逊”对湛江风力发电行业影响的进行了实地调研,查看了风电场受台风损失情况,与业主交流了解到风机的防台风管理机灾后处理情况,然后提出分析,仅供同行参考。
【关键词】台风;风力发电;分析1 台风路线及影响2014年7月18日15时30分,今年9号强台风“威马逊”在海南省文昌市翁田镇沿海登陆,并向西北方向移动,中心附近最大风力达到17级(60米/秒);又于19时30分在广东省徐闻县龙塘镇沿海登陆,登陆时中心附近最大风力17级(60米/秒),中心最低气压910百帕。
再后来又于7月19日7时10分在防城港市光坡镇登陆。
“威马逊”前两次登陆时达到超强台风级别,是1973年以来登陆华南的最强台风。
台风路径沿线的风电场在此次台风中经历了严峻考验。
其中,某电场33台的风机有3台出现了问题,其中一台被吹倒,另外2台的叶片飞掉。
某集团旗下的电场安装的33台TW1500/77风机,13台被吹倒,5台则出现了损坏现象,如叶片破裂、发电机掉落、机舱被揭开等等,无法运行。
紧邻该风场的电场的25台海装2MW风机遭受了正面袭击,该HZ87-2000抗台风型风电机组设计极限风速为70m/s,在台风中没有受损运行正常。
据新闻报道,有些电场发现一些风力发电机组受到不同程度破坏。
2 风电场损失情况及分析2.1 受损情况图2-1 风机机舱、叶片损毁,塔筒折断图2-2 风机塔筒倒塌,机舱完全损毁。
图2-3 风机塔筒在根部基础环处倒塌。
图2-4 风机叶片完全损毁。
2.1.1 风场损失统计该电场33台风力发电机有18台被台风摧毁,其中13台塔筒折断倒伏在地;5台被机舱轮毂吹掉,叶片被吹断并散落一地。
据电场业主介绍,TW1500/77风机设计是按照Ⅰ类风机设计,10min平均风速50 m/s (极限风速为50米/秒),3S平均风速70m/s(极大风速为70米/秒)。
在本次台风来临时,风场按要求做了应急处理,风机叶片正常顺浆并锁定,机舱处于自动偏航顺风状态。
台风对沿海风电机组的危害及对策
台风对沿海风电机组的危害及对策作者:吴远伟来源:《风能》2015年第02期本文以作者本单位所属两个风电场(红海湾风电场和甲东风电场)2013年9月22日受超强台风“天兔”袭击时造成的损坏情况为例,对台风的危害性进行分析,进一步总结风电场的防台抗台经验。
台风的危害性红海湾风电场位于广东省汕尾市红海湾开发区施公寮半岛,安装有25台660kW的风电机组,于2003年5月投产。
甲东风电场位于广东省陆丰市甲东镇洋美村沿海,安装有24台850kW的风电机组,于2007年1 月投产;5台2MW的风电机组于2012年1 月投产。
两个风电场每年平均受到台风的袭击有3次-6次。
一、超强台风登陆情况台风预报信息:中央气象台2013年9月21日06时发布台风红色预警:今年第19号超强台风“天兔”的中心附近最大风力有16级(55m/s),中心最低气压为925百帕,七级风圈半径380公里,十级风圈半径150公里。
预计,“天兔”将以每小时20公里左右的速度向西偏北方向移动,逐渐向广东沿海靠近,并将于22日下午到23日早晨在广东中东部沿海登陆,如图1所示。
台风登录信息:2013年9月22日19时40分,2013年第19号台风“天兔”在广东省汕尾市红海湾开发区施公寮和遮浪之间登陆(红海湾风电场位于台风直接登陆点内)。
台风登陆前17时54分,红海湾风电场实测最大风速达62.9m/s,已超过17级。
台风中心登陆时因电网失电,风电场监控机无法测得当时最大风速,如图2所示。
二、风电场受灾情况台风“天兔”过境,红海湾风电场和甲东风电场都受到不同程度的损坏,其中:红海湾风电场因位于台风登陆点,受损严重;甲东风电场由于离台风登陆点相对较远,受损情况相对较轻。
具体损坏明细如表1所示,损坏情况如如图3至图6所示。
防御台风应对措施一、启动防台风应急预案2013年9月18日,当地气象台发布“天兔”超强台风预报信息,本单位开始着手台风防御各项工作,落实各项检查、隐患防范及物资储备工作。
风、浪对海上风电机组振动特性的影响及控制策略
VoL40 No.l Jan. 2020
风、浪对海上风电机组振动特性的影响及控制策略
刘皓明,赵敏,田炜,杨苏翔,许波峰,袁晓玲
(河海大学能源与电气学院,江苏南京211100)
摘要:建立了波浪模型,分析了风力机气动载荷和气动转矩中与水动频率相关的脉动分量产生的原因,并基
于GH Bladed平台仿真验证了这种脉动的存在性。为减小这种脉动以及风切变和塔影效应对风力机产生的 影响,将积分后的塔顶振动加速度信号与统一变桨距参考信号叠加,减小统一变桨距信号,结合风力机输出
功率的3倍频风轮旋转频率(3P)脉动分量以及每支叶片的方位角将其转换为该叶片的桨距角调节信号,实 现变桨距控制。仿真结果表明,所提变桨距控制策略不仅能有效平缓风、浪引起的海上风力机叶根挥舞载荷
的脉动,还能明显减小其气动转矩以及输出功率的波动 ,在减小风轮疲劳载荷的同时提高了海上风力机的输
出电能质量。
象仅为海上风力机塔体,鲜有研究聚焦于波浪对风 机叶片乃至气动特性、输出功率的影响。
因此,本文在研究风对风机振动特性影响的基 础上,着力研究波浪对风机振动特性的影响 。首先 建立波浪模型,研究波浪对风机塔架、叶片载荷和气 动转矩的影响;其次进行变桨距控制策略研究,变桨 距控制直接决定了风力系统输入能量的大小,对于 气动载荷和气动转矩的脉动可以起到主动的抑制效 果。本文基于塔顶振动加速度信号调节统一桨距 角,实现减弱气动转矩中的水动频率脉动分量的作 用;在此基础上,基于风力机输出功率和桨叶方位角 调节每支叶片的桨距角,进一步减小主要由风切变 和塔影效应引起的风力机气动载荷和气动转矩的脉 动;最后仿真验证风力机塔底载荷、叶根载荷和气动 转矩中水动频率脉动分量的存在性以及所提变桨距 控制策略的有效性。
针对风对风机振动特性影响的研究发现:随着 风力机叶片的不断扩大,风切变和塔影效应促使风 轮旋转平面内的风速分布岀现极大的不平衡,引起 风力机气动载荷主要以1倍频的风轮旋转频率(1P) 脉动⑵,而气动转矩主要以3倍频的风轮旋转频率 (3P)脉动⑶。针对这一问题,文献[4-5]研究表明独 立变桨距控制方法对于平缓风力机叶根载荷波动十 分有效;文献[6]采用独立变桨距的控制方法达到减 缓风力机输出功率3P脉动分量的目的,并在不同风 速场景进行检验;文献[7]通过测量方位角信号,并 进行方位角权系数分配来周期性地调节每支桨叶的 桨距角以减小风轮转矩的3P脉动分量。
浅谈风电场的防台风设计与运行保障措施
浅谈风电场的防台风设计与运行保障措施摘要:通过台风对风电场的影响,围绕微观选址优化、机组选型与设计优化、风电场土建优化设计来探讨了风电场的防台风设计。
基于风电场的防台设计与工程实践经验,分为台风来临前、台风进行中、台风过境后三个阶段分别讨论了风电场在台风期间的运行保障措施。
关键词:风电机组、台风、微观选址、风电场运营一、台风对风电场的影响台风对风电场的影响利弊兼有。
据中国风能协会统计,影响我国的台风中,有56%的案例可以为风电场带来良好的发电效益,即每年都有超过一半的“有利台风”影响我国,但直接登陆的破坏型台风对风电场的危害也是致命的,减少和避免台风给风电场带来的灾害是一个系统工程,它涉及到风电机组的设计和选型、风电场的选址与施工以及风电场安全运行管理等各个方面,只有各个部门通力协作,共同有效地提高风电场抗台风能力,才能充分保障风电场的安全经济运行。
二、风电场的防台风设计2.1风电场的微观选址优化风电机组的微观选址应综合考虑风电机组的安全性和发电效益。
台风强气流突然改变带来的非常湍流是造成风电机组破坏性损害的主要原因,因此,在微观选址时,避免在湍流大的区域、台风经常登陆的区域和强风区安装风电机组是最有效的预防措施。
风电场每个预装机位的湍流强度均由风流模型软件计算,而任何软件的计算前提均需输入观测数据。
因此,必须重视风电场的测风工作,加强数据采集,准确掌握风电场真实的风力数据,积累极端气候条件下典型风力数据,为风流模型软件计算提供较齐全的基础资料。
沿海风电场应选择抗台风型测风塔,并且其配套的相关设备应具有防盐雾腐蚀的特性。
风电场每个预装机位的湍流强度均由风流模型软件计算,而任何软件的计算前提均输入观测数据。
因此,必须重视风电场的测測风工作,加强数据采集,准确掌握风电场真实的风力数据,积累极端气候条件下典型风力数据为风流模型软件计算提供较齐全的基础资料。
沿海风电场应选择抗台风型测风塔,并且其配套的相关设备应具有防盐雾腐蚀的特性。
气象灾害对风力发电机组的影响研究
气象灾害对风力发电机组的影响研究气候变化日益严重,气象灾害频发成为了现实。
在这些灾害中,风力发电机组可能受到一定程度的影响。
本文将进行对气象灾害对风力发电机组的影响进行研究,并提出相应的应对措施。
首先,风力发电机组在极端天气条件下容易受到损坏。
当遭受了暴风雨、龙卷风或飓风等强气象灾害攻击时,机组的叶片容易断裂或损坏。
这将导致机组无法正常运转,进而影响电力供应。
因此,为了应对这种情况,风力发电机组的叶片设计应考虑到极端气象条件,提高其耐受性,以降低受损的风险。
其次,气象灾害还会对风力发电机组的安全性造成威胁。
例如,雷电是一种常见的气象灾害,容易导致风力发电机组遭受电击。
因此,对于机组的电气系统来说,必须进行全面的防雷设计。
采取合理的接地措施和安装避雷针等设备,可以有效降低机组受雷击的概率,保护设备的安全运行。
此外,极端温度也会对风力发电机组产生一定的影响。
在寒冷的冬季,机组的润滑油可能会变得粘稠,导致润滑不良而增加机械磨损。
相反,在高温条件下,机组的冷却系统可能难以发挥正常的散热效果,导致设备过热。
因此,风力发电机组的设计应该考虑到气候的变化,选择适应不同温度的润滑油和冷却系统,确保设备能够在各种气象条件下稳定运行。
另外,风力发电机组还可能面临强风的冲击。
当遇到持续强风时,机组的风轮可能无法正常旋转或叶片受到巨大压力,从而导致机组自动停机以保护自身。
为了应对这种情况,可以采取自动调节的措施,通过检测风速和风向来调整叶片的角度,降低其对强风的敏感性,并保持机组的平稳运行。
最后,气象灾害对风力发电机组的供电能力也会产生一定的影响。
例如,强风、大雨等恶劣天气可能导致输电线路受损,从而影响机组向电网输送电能。
为了确保稳定可靠的电力供应,应增加风力发电机组的备用容量,并加强输电线路的抗灾能力,提高电网的可靠性。
综上所述,气象灾害对风力发电机组的影响是多方面的,涉及到机组的结构强度、安全性、温度适应性、风力适应性以及电力供应能力等方面。
台风杜苏芮后风电场复工新闻稿件
台风杜苏芮后风电场复工新闻稿件
【最新版】
目录
1.台风杜苏芮对风电场的影响
2.风电场采取的应对措施
3.风电场复工的情况
4.风电场未来的发展展望
正文
今年,台风杜苏芮给我国沿海地区的风电场带来了严重影响。
强风和暴雨导致部分风电设施受损,电力供应受到影响。
面对这一情况,风电场采取了紧急应对措施,及时进行了抢修,确保了安全和稳定供电。
台风过后,风电场迅速组织专业人员对受损设备进行了检查和维修。
同时,对风电场周边的环境进行了全面清理,恢复了风电场的正常运行。
经过一段时间的努力,风电场已经全面复工,并开始为电网输送清洁能源。
尽管台风给风电场带来了暂时的困难,但我国风电行业依然保持着良好的发展势头。
随着技术的进步和环保意识的增强,风电等可再生能源在我国得到了广泛应用和大力推广。
未来,风电场将继续扩大规模,提高发电效率,为我国的绿色发展做出更大贡献。
风电场的复工不仅体现了我国风电行业的韧性和发展潜力,也彰显了在应对自然灾害面前,我们众志成城、团结一心的精神。
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海上风电项目的风暴灾害风险评估与减灾措施研究
海上风电项目的风暴灾害风险评估与减灾措施研究随着可再生能源的重要性日益突显,海上风电项目作为一种清洁能源发电方式,受到了广泛关注和应用。
然而,由于其特殊的风暴环境,海上风电项目在面临风暴灾害时面临着较大的风险。
因此,对于海上风电项目的风暴灾害风险进行评估,并采取相应的减灾措施,具有重要的科学意义和实践价值。
首先,对于海上风电项目的风暴灾害风险进行评估是非常重要的。
风暴灾害是海上风电项目所面临的主要风险之一。
评估风暴灾害风险能够量化风暴可能给海上风电项目带来的危害程度,为项目的规划、建设和运维提供科学依据。
评估风暴灾害风险需要考虑多个因素,包括风暴的频率、强度、路径、持续时间以及影响的范围等。
通过建立合理的风暴灾害风险评估模型,可以对风暴灾害风险进行全面、准确的评估。
其次,为了降低风暴灾害对海上风电项目的影响,需要采取一系列的减灾措施。
减灾措施可以从风暴预警、防灾设施、工程设计等方面进行考虑。
首先,建立完善的风暴预警系统是非常重要的。
及时、准确地掌握风暴的发展趋势,可以提前采取预防措施,减少风暴灾害对海上风电项目的损失。
其次,通过优化工程设计,可以提高海上风电项目的抗风能力。
通过合理布置风机、提高基础设施的稳定性等手段,可以降低风暴对海上风电项目造成的破坏。
此外,设置适当的防灾设施,如护栏、缓冲区等,也能够有效地减少灾害发生时的损失。
为了更好地研究海上风电项目的风暴灾害风险评估与减灾措施,应该加强科学研究和技术创新。
首先,需要深入研究风暴的生成机制和发展规律,探索风暴与海上风电项目之间的相互作用机制。
这可以为评估风暴灾害风险提供更为准确的数据和模型。
其次,需要加强风暴灾害的监测和预测能力。
发展先进的遥感技术、气象数据分析模型等,可以提高对风暴的监测和预测水平,为风暴灾害的预防和减灾提供科学依据。
此外,还需要加强海上风电项目的抗风能力研究,通过结构优化、材料改进等手段,提高项目的抗风能力,降低风暴灾害的风险。
浅论相关气象灾害对风电场运行的主要影响
浅论相关气象灾害对风电场运行的主要影响摘要:当前,我国国民经济取得突飞猛进的发展,在人们的生产和生活中对于能源的需求越来越多,而随着人们越来越着重关注可再生能源的利用,各大风电场不断兴建,在风电场的运行过程中,相关方面的气象灾害对其运行有着十分重要的直接影响,此类灾害可能使风电场内部设备受到一定损害,使其发电效益进一步降低。
结合这种情况,本文重点分析和探讨相关气象灾害对于风电场运行的主要影响,并提出相对应的应对措施,希望本文的简要分析能够为相关从业人员提供一定的参考。
关键词:风电场;运行;气象灾害;主要影响引言现阶段,我国国家相关部门越来越着重关注风电行业的发展,并使其上升到战略高度,我国有着世界级的风力资源,因此风电事业有着巨大的发展空间。
目前,在新时代背景下,我国有越来越多的风电场不断兴建,为国家经济的发展和人们生活水平的提升做出了巨大贡献。
然而,也要着重关注,相关气象灾害对于风电场的运行有着十分重要的直接影响,对此要高度重视,把握相应的影响因素,并提出切实有效的应对策略,这样才能确保风电厂运行效率得到显著提升。
据此,本文重点探讨相关气象灾害对于风电场运行的主要影响和应对策略。
1气象灾害对风电场运行的主要影响分析1.1台风的主要影响热带气旋是一种特别强大而且深厚的热带天气系统,它主要发生在热带或者副热带洋面上,是一种比较典型的低压涡旋。
其中最大风力可以达到12级,而这种风也叫做台风。
台风对于风电机组有巨大的破坏作用,其破坏机理主要体现在,对设备结构施加的静载荷和动载荷会形成比较明显的叠加效应,而风电设备所承受的风压静载荷与空气密度和风速有着至关重要的紧密联系,和风速平方呈现正比例的关系。
台风风速可高达70m/s,有着极大的空气密度,在这样的情况下特别容易超过设计载荷极限,对于风机设备会造成十分严重的破坏。
风压动载荷主要是湍流导致的,湍流的强度越大,对于风机设备所造成的破坏和危害就越大。
湍流对设备结构造成周期性激荡,若湍流产生的周期恰好与风机固有振动周期保持一致,在这样的情况下,设备的结构就会出现比较明显的横向共振,由此使风机被完全毁坏。
台风对我国海上风电开发的影响
台风对我国海上风电开发的影响
罗超;曹文胜
【期刊名称】《能源与环境》
【年(卷),期】2013(000)003
【摘要】我国海上风能资源丰富,但是东南沿海频遭台风袭击,因此,海上风电机组必须具有抗台风的能力.介绍台风破坏风电场的原因、设计抗台风风电机组以及我国第一个海上风电场上海东海大桥风电场的基本情况.
【总页数】2页(P2-3)
【作者】罗超;曹文胜
【作者单位】集美大学机械工程学院;福建省清洁燃烧与能源高效利用工程技术研究中心福建厦门 361021
【正文语种】中文
【中图分类】TK83
【相关文献】
1.我国海上风电开发现状分析 [J], 杨玉龙;王化明;詹毅;陈俊宏;徐弋恒
2.中国近海风电开发气候知识之二台风与海上风电开发 [J], 张秀芝;张容焱
3.我国海上风电开发的现状及政策建议 [J], 尹凡
4.台风对浙江沿海风电开发的影响 [J], 秦凡;
5.我国规范海上风电开发建设秩序 [J],
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EU - EU - ChinaEnergy ChinaEnergy ChinaEnergy and Environment and Environment and Environment Programme Programme Feasibility Study for the Impact of Typhoons on Offshore Wind Farm
Operation in China
台风对近海风电场运行影响研究
中国气象局国家气候中心 福建省气候中心
张秀芝、李强 张蓉焱
•影响中国近海热带气旋(TC)的基本特征•50年一遇极端风速
•台湾岛对台风强度的影响研究
研究的范围15
105°°E - 130
E - 130°°E
N - 40°°N,105
15°°N - 40
台风进入警戒线(红线)以北或以西对风电场有比较明显的影响
TC路径图
5月TC路径图
6月TC路径图
7月TC路径图
8月TC路径图
8月TC路径图
10月TC路径图
WMO规定不同强度的TC及在研究区出现的次数
101
热带低压(TD)
6~7
10.8-17.1
58热带风暴(TS)8~917.2-24.4125强热带风暴(severe TS)
10~1124.5-32.6137台风(TY)12~1332.7-41.470强台风(severe TY)
14~1541.5-50.988超强台风(super TY)≥16≥51在研究区出现次数
强度名称风力(级)
风速(米/秒)
台风主要路径图
40
30
20
10
110120130140150
强台风主要路径图
110
120
130
140
150
10
20
30
40
2
610203040
超强台风主要路径图
40
30
20
10
110120130140150
100
14.25
31.99
29.84
7.26
1.34
合计
-
- 0.27 - - - 广西
- - 0.27 - - - 辽宁 - - 1.34 - - - 山东 - - 0.27 0.27 - - 江苏 - - 0.27 0.27 - - 上海 1.88 0.81 2.69 2.96 1.61 0.27 浙江 0.54 0.27 2.96 1.08 0.54 - 闽北 0.54 2.69 2.69 5.11 0.27 闽中 0.54 1.08 0.27 0.81 0.54 - 闽南 1.08 1.61 5.65 4.57 0.81 0.27 粤东 0.54 1.34 1.34 2.15 0.54 - 珠江口 0.54 2.42 5.65 3.76 0.54 - 粤西 0.81 1.08 2.69 1.61 0.81 - 雷州半岛 2.15 2.96 5.65 7.26 1.61 0.54 海南合计热带风暴强热带风暴台风强台风超强台风区域各区域登陆TC 频率(%)
小结
•7-10月为影响中国近海TC的多发期,其中8月最多;
•登陆中国的TC 78%发生在7-9月,台风和强热带风暴占登陆总数的61.8%,强台风和超强台风只占8.6%;
•从地域看,登陆海南的TC最多,其次是浙江;•超强台风只登陆过浙江、粤东和海南。
40米/秒(13
级风)以上的区域集中在珠江口以东的广东沿海和海南东部沿海、浙江南部和福建北部沿海。
100
110
120
130
20304050
50 46 42.5 40 37.5 34 30 25 15 10 3
1961-2007 年TC 影响期间气象站出现的最大风速
1961-2007 年海上各网格点出现的最大风速
TC影响下海上各网格点50年一遇最大风速
110115120125
20
30
40
50 42.5 37.5 30 25 10 3
TC 影响下气象站
50
年一遇最大风速
极端风速
小结
•47年间气象站出现的最大风速、50年1遇最大风速福建中部较其南北小
•47年间海上个网格点出现的最大风速、50年1遇最大风速福建中部较其南北小
为什么?
01234567
1961
1963
1965
1967
1969
1971
1973
1975
1977
1979
19811983
1985
1987
1989
1991
1993
1995
1997
1999
2001
2003
2005
2007
年 份
登 陆 台 湾 岛 的 T C
频数
线性 (频数)
平均每年2个TC 登陆台湾岛,最多可达4-6个
其中超强台风频数有减小趋势,强台风略有增加,台风变化不明显
35%
22%
18%
14%
9%
2%
超强台风
强台风台风强热带风暴 热带风暴
热带低压
登陆台湾岛不同强度TC 频数比例分布
中心最大
风速33m/s
中心最大
风速45m/s
“凤凰”卫星云图(来自国家气象中心)
登陆台湾登陆福清
中心入海峡
台湾岛对台风的影响试验
水平分辨率
8km×8km 中尺度数值天气预报模式WRF的三重网格设置
登陆前气压场登陆期间气压场登陆期间风场
实际地形地形高度为0
登陆前
登陆期间
进入台湾海峡
实际地形地形高度为0
小结
•卫星图和数值试验结果表明,台风在登陆台湾岛前3-4小时便开始减弱;
•敏感性试验表明,台湾地形改变台风的结构从而使强度减弱,台风入海峡后能量来不及补充便再次登陆。
谢谢!。