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沿海风电机组如何提高抗台风能力？
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:近年来，风力发电成为福建省电力能源产业发展重点，截至2010年底，福建全省风电总装机容量55.77万千瓦。风力发电带动沿海经济发展的同时，也时常饱受台风侵扰之惑，给安全生产工作带来影响。本文以福建大唐漳州设备事故为案例，从技术手段和管理措施两个层面，详细阐述沿海地区如何加强和提高抗击台风的能力。台风对风电场的影响特征包括极端风速、突变风向和非常湍流等，这些因素单独或共同作用往往使风电机组不同程度受损，如叶片因扭转刚度不够出现通透性裂纹或被撕裂;风向仪、尾翼被吹毁;偏航系统和变桨系统受损等，以及最严重的风电机组倒塔。六鳌风电场设备损坏事故分析六鳌风电场位于福建省漳浦县六鳌半岛东侧的海岸线地带，目前在役总装机容量为101.6兆瓦，总计85台风机。工程分三期开发，共用一个升压站集中控制。日12时55分，强台风&鲇鱼&在福建漳浦县六鳌镇正面登陆，登陆时近中心最大风力13级(38米/秒)，中心最大气压为970百帕，是2010年最强台风。强台风&鲇鱼&的正面登陆造成六鳌风电场三期Z13号风机倒塔、Z10号风机叶片折断。造成一期两台箱变线圈短路烧损;二期两台风机轮毂进水，控制柜内元器件损坏;三期Z2、Z13号两台箱变绕组短路烧损。事故原因分析：1.台风造成的瞬时风速、湍流强度和入流角超过受损风机的设计制造标准，是事故的直接原因。依据相关设计制造标准，Z72-2000型风力发电机组可承受极端风速 (50年一遇3秒平均)为70米/秒，最大湍流强度为0.16，最大入流角为8&。根据福建省气候中心的风速计算报告结果，在Z13号风机倒塔时段内瞬时计算风速(3秒钟平均)达70.2米/秒，湍流强度达0.3以上，超出了风机可承受的极端风速及湍流极大值;在Z10号风机叶片折断时段内湍流强度高达0.3以上，入流角20&以上，湍流强度和入流角均大大超出风机可承受的最大湍流强度和最大入流角。2.台风造成箱变进水短路，导致风机失去电网电源，是事故扩大的原因。强台风将三期Z2、Z13号两台箱变顶盖掀开，致使雨水进入，箱变发生短路。Z13号风机叶片由于超强风速和高湍流带来的瞬时极大变桨扭矩超出变桨伺服电机尾部刹车所能承受的极限，被迫向工作位置(0&)变桨。当叶片向工作位置旋转后，风机变浆系统又自动动作对叶片进行收桨操作。由于Z13号箱变短路，Z13号风机失去电网电源，叶片收浆只能靠蓄电池提供控制动力。因持续大风及高湍流，叶片多次被吹至工作位置并反复收桨。叶片反复收浆，导致蓄电池电量耗尽，最终叶片无法收浆。由于此时风机处于空载状态，叶轮不断加速直至飞车，轮毂转速急剧上升造成风机其它部分(叶片及塔筒)载荷也随之急剧增大，叶片及塔筒螺栓承受载荷超出其设计载荷，最后导致风机倒塔、叶片断裂。事故暴露的问题1.沿海地区的风电机组不具备抗强台风能力。本次事故的Z72-2000型风机变桨制动力矩在设计时考虑50年一遇3秒钟平均70米/秒的极端风速情况和0.16的湍流强度，相对于强台风&鲇鱼&正面登陆带来的极端风速伴随的高湍流和大入流角，变桨制动力矩不足，制动策略不能满足抗强台风的要求。风电机组箱变顶盖与箱体的联接强度不够，抗台风能力不足，致使箱变顶盖被强台风掀开，雨水进入变压器及盘柜的电气元件，造成短路。2.风电机组微观选址工作中部分计算结果与实际情况偏差较大。六鳌三期风电机组微观选址时对局部区域的湍流强度分析计算结果与实际情况存在较大差别。根据湘电公司提供的六鳌三期风机安全性复核报告，微观选址的13个机位根据12个月的测风数据计算出的平均湍流强度为0.109，最大湍流强度为0.128，远小于此次台风登陆后实际的湍流强度(0.3以上)，软件计算结果与实际不符。3.设备制造未满足合同要求。Z10、Z13号风机失控表明，风机制造没有满足设备技术规范书&风电机组必须至少配有两套独立的制动系统，由此保证风电机组能在任何条件下(包括电网故障甩负荷)和风轮转速达到最大转速条件下停机&的要求。从技术手段与管理制度入手提升风机抗台风能力如何加强沿海地区风电机组抗台风能力，下面主要从技术手段和管理制度两个层面加以分析和提出对策。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，准确分析风电场的平均湍流强度、最大湍流强度、最大瞬时风速、入流角等风能特征参数指标，选取合理的风机基座位置。如果微观选址不合理，就会造成风机被破坏。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。风电机组适用的风速，一般不允许超过参数的限值，以免产生安全隐患。设备在选型时要重视控制系统电源防风、防雨能力。在风机关键部位，尤其是箱变部位，应选取风电机组箱变顶盖与箱体的联接强度最高，抗台风能力最好的风机，从而避免使箱变顶盖被强台风掀开，致使雨水进入变压器及盘柜的电气元件，造成短路;重视风机变桨制动系统和风机本体自动控制系统，确保风机在失去电网电源的情况下，有其他的安全策略使风机本体不会因蓄电池电量耗尽而失去控制。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。同时，对易遭受台风袭击的沿海地区及海上风电场的风机设备应优化风电机组的制动策略，增强风机变桨制动力矩，提高控制系统电源防风、防雨能力,确保在强台风时能保证风机设备安全。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。风机直接遭受过强台风影响的，应对风机塔筒联接螺栓等设备、零配件进行外观检查及金相抽检，受损部件应及时更换并做好记录，保证风机运行安全。应当加强风机设备的监造和验收，确保设备制造满足合同要求。在风电场装设视频监控设备，将视频信号实时传送到风电场中控室，以便实时了解掌握风电设备运行情况。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。同时还应依据风电功率预测系统发布的风速、风向预测信息，做好风电场的发电计划，合理安排风机运行。7.事故处置台风是强烈的热带气旋，台风蕴涵的巨大自然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，如周期恰与风电机组固有振动周期相近时(或整数倍时)，应使叶轮处于避风自由状态，避免台风与风机设备结构产生横向共振，使之叶片出现裂纹、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。液压变浆风机 (如V80、G52风机)应保证液压控制系统正常，可随风力大小自动调整叶片转角，当停机时液压释放叶片自动顺浆以确保风机安全。当超强台风来临时，对定浆距风机可预先全场停机，根据台风风向，将风机叶轮偏航至顺风向，以确保风机安全。同时，确保通信信号数据畅通，实时监控台风数据。 (作者单位：福建电监办)近年来受台风影响东南沿海风机运行事故2003年第13号台风&杜鹃&严重影响我国南部地区风电场的正常工作，据事故资料显示：广东汕尾红海湾风电场25台机组中13台受损，损坏率达52%;2006年&桑美&台风对浙江苍南风电场造成了毁灭性重创，全场26台机组中有5台倒塔，32支叶片严重损坏，11台开启式机舱罩的风电机组除倒塔损毁外，所有机舱盖全部吹掉;2008年&蔷薇&台风造成台湾2兆瓦风电机组倒塔;2010年&鲇鱼&台风造成福建省六鳌风电场1台2兆瓦风电机组倒塔，1台风机叶片折断，2台风机轮毂进水,4台箱变线圈短路烧损。
来自：中电新闻
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【简析】风机如何抵抗台风
我国海上/岸风电建设正面临全面提速，然而我国位于太平洋西侧，是受台风影响最为严重的国家之一。频频袭扰的台风对海上风场来说实是一把双刃剑...
　　我国海上/岸建设正面临全面提速，然而我国位于太平洋西侧，是受台风影响最为严重的国家之一。频频袭扰的台风对海上风场来说实是一把双刃剑，强度较弱的台风可以给风场带来较多的&满发&小时数，增加发电量，提高风场经济效益；然而，强度较强的台风将给风场带来极大的破坏。为更好地开发利用我国近海区域的风能资源，如何降低台风对风场带来的灾害，将是海上/岸风电发展亟需考量的问题。　　一、风机抗台风技术的研究现状　　2004年，日本新能源和产业技术综合开发机构开始对风机抗台风设计技术进行了为期3年的研究。该研究成果后来成为指导日本风电发展的技术指南，内容涵盖了载荷测试、极端风图谱、极端风速数据库以及风电场场址评估和机组选型指南等内容。　　2005年，丹麦和菲律宾、越南等东盟国家合作开展了名为&EU-ASEANwindproject&的研究项目，研究在上述国家台风频发地区开发风电的技术可能性和对策。该项目初步研究了台风地区风机结构的安全性设计要求，对安全系数的提高导致的机组成本增加做了初步分析。　　2010年，美国船级社就飓风环境下的海上风电场和海上的设计技术开展了研究，推荐采用美国石油协会的标准模型作为飓风地区的海上风电机组设计载荷计算模型。　　我国在中欧能源与环境合作项目&台风对近海风电开发的影响研究&项目的基础上，吸收国内风电场的台风事故经验，就我国近海台风登陆情况、台风影响下的极端风速分布以及台风的破坏机理等做了系统性的分析和研究，并完成了《台风型》国家标准的编制工作。　　二、风机如何能抗得住台风　　可以从风机抗台风设计、风场运维管理等方面，提高风机的抗台风能力。　　2.1、风机抗台风设计　　（1）避免整体倾覆　　抗台风设计应避免整体倾覆这种颠覆性破坏。为有效规避颠覆性破坏，应进行结构抗台风设计，依据场地实测台风风速时程进行结构随机动力响应分析，获取较为准确的动力放大系数。如果不具备条件，则应考虑台风风速的强非平稳性，提出适合台风风速的动力放大系数确定方法。一般基础、塔筒、机舱、轮毂、叶片的安全系数依次降低。通过提高支撑结构（塔筒与基础）的安全系数，降低塔筒破坏、整体倾覆的概率，以避免倾覆性破坏带来的巨大损失。　　（2）应对瞬变风速　　风向的瞬时变化值对风机安全性有重要的影响。当台风经过时，通常会带来较大的风速，有利于海上风机的发电运行，但风向的大范围变化给海上风机的运行带来困难。因此，设计海上风机时，应结合风机的运行状态，考虑风向、湍流和变桨、偏航等控制参数，进行综合分析。这也是风机抗台风设计的关键内容之一。　　（3）叶片优化设计　　在各风场损坏的叶片当中，叶根折断较多，局部脱落亦不少。为减少台风对风机尤其是对叶片造成的损伤，可以采取以下措施：针对主梁与翼壳之间粘结强度不够问题，采取对叶片后翼连接加设铆固装置等；对叶片局部构造改进；在叶片生产过程中，应进一步加强叶片局部缺陷的检测力度，以增强叶片的抵御台风的能力；改进叶片用材，提高其抗极限强度和抗疲劳强度计数能力。　　（4）智能偏航装置　　开发智能偏航装置，即使机组停止运行，也能对机舱进行偏航控制来减少机组所承受的风力，从而使机组的设计可承受强台。风目前日本已设计出智能偏航控制装置，用以降低强风所增加的机组载荷。该装置的应用可使强风来临时叶片和负载分别降低25％和30％，从而提高风力机的可靠性。　　2.2、风场建设运维管理　　（1）合理选址　　风场的合理选址应避免诸如小山陡峭处、障碍物多，严重不均匀地形等高湍流强度区。　　（2）风场建设　　在台风区域修建风场，建议使用地埋电缆，并安装备用柴油发电机，以便在台风来袭、电网掉电情况下，维持风机的偏航能力，通过维持风机基本的生存电源来降低风险。　　（3）迎风顺桨　　台风来临，保持风机处于停转顺桨，但可偏航的暂停状态是叶片防损的关键。台风来袭时风机能够主动偏航，正面迎风顺桨，则能够大大降低叶片受损的机率；保持风机的偏航功能，使其能始终对准台风风向，从而叶片处于受力最小的顺桨状态，是降低叶片受损风险的关键。
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明阳风机抗强台风
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2018年风电行业什么话题最热?莫过于分散式风电了。尽管分散式风电很早就有，但不可否认，很多人对于分散式风电并了解并不是很全面。通过对行业朋友的简单采访，体会到大家对于分散式风电学习的渴望和对于专业的平台进行行业和项目交流的需要。千呼万唤始出来，北极星风力发电网联合上海电力大学将
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风电最新专题专栏带你全面了解全球风轮直径最大抗台风型海上风机吊装！
11:15来源： 信德海事网
近日，全球风轮直径最大抗台风型风电机组在三峡福建兴化湾海上试验风电场&安家&。
MySE5.5-7.0MW平台采用超紧凑的半直驱传动技术，使机舱尺寸和重量大大减小。齿轮箱和发电机均引入航空级产品的设计标准，并通过一系列的耐久性测试与整机匹配性测试，确保了高可靠性和高效率。与同级别传统机组相比，这些创新举措让MySE5.5-7.0MW平台风机兼具了容量大、体积小、重量轻的优点，开创了海上大兆瓦风机的轻量化时代。
MySE5.5-7.0MW平台半直驱机组依托MYPlatForm&一体化研发协同平台，专门针对中国海域风资源情况量身定制，能够保证在超强台风期间的安全可靠。它是明阳智能自主掌握核心科技的拳头产品，代表了中国海上风电机组技术在全球的创新引领。现整机已经通过CGC设计认证，叶片、齿轮箱等关键零部件已经通过CGC和DNV-GL双重认证。
下面就让我们跟随镜头一起来感受下这激动人心的时刻。
吊装精彩瞬间
　　　　　　
全球风轮直径最大抗台风型风电机组成功吊装！
4月28日，全球风轮直径最大抗台风型风电机组&&明阳智能MySE5.5-155机型顺利完成吊装！
<span style="color:#日，福建省沿海，蔚蓝色的兴化湾，三峡海上试验风电场。&1、2&，浑厚有力的声音顺着海风扩散，声音像船工号子一样拉长。寻声而去，白色的风机像巨人一样伫立在碧波荡漾的海水中，一群身着制服的吊装人员神情专注地协助叶轮与机舱对接。
接下来是静默地等待&&.直到最后一个螺栓安装完毕，吊装团队激动地欢呼，相拥而泣。至此，我国海上风电最先进抗台技术的代表，全球风轮直径最大抗台风型风电机组&&明阳智能MySE5.5-155机型顺利完成吊装！
据悉，MySE5.5-7.0兆瓦平台系列机型是明阳智能自主掌握核心科技的明星产品。它的成功研发得益于明阳智能多年来对自主创新的执着追求，以及对全球研发资源的有效整合。目前，整机系统已获得国内权威认证机构鉴衡认证中心（CGC）颁发的设计认证，叶片和航空级齿轮箱等核心零部件获得了CGC以及DNV-GL的双重认证。
本次成功吊装，是中国掌握的核心科技在海上风电的重要应用，对中国海上风电高端装备的产业化发展，打造经济社会发展新引擎具有重要意义！
采用航空理念设计的机舱完成吊装
明阳智能MySE5.5总设计师白斌是本次吊装的负责人。白斌在现场介绍道，MySE5.5-155是大容量轻量化的半直驱机组，机舱外观上以航空产品为灵感触发点，采用航空理念设计，比同容量其他机组体积小，重量轻，显得&小巧精致&很多。在平台空间小，窗口期短，工况条件复杂的海上作业，半直驱机组具有明显对比优势，机组整体吊装时间缩短了很多。
扫风面积近20000平方米的叶轮正在吊装
在提及吊装方案时，白斌说道，&MySE5.5-155机组的叶片长度达76.6米，扫风面积近20000平方米，是全球捕风能力最强抗台机组。但在海面高空不稳定风况下，要把直径50余层楼高的叶轮安全撑起后与机舱精准对接，对我们是一个重大考验。我们既要确保安全，又提高整体吊装效率。经过多次实地论证和探讨研究，最终决定采用国际成熟的叶轮整体吊装方式。&
风轮直径50余层楼高的叶轮正在与机舱对接
在吊装现场，记者观察到，尽管受到潮汐影响，本次吊装过程却开展得井然有序。涨潮时移船运输，落潮时则施工，吊装团队的作息时间根据潮位变化不断调整，有效作业时间短而零碎，要求每项工作都必须紧密衔接。
据了解，为了杜绝意外的发生，项目部提前精心编排了施工的计划和方案，在现场针对塔筒、主机、叶轮等关键大部件的吊装细节进行过多次探讨，并组织吊装人员模拟演练，做到&方案到位-人到位-心到位-设备工具到位&。终于，功夫不负有心人，在吊装团队的紧密协作下，顺利完成了机组吊装工作，得到了业主的一致好评。
全球风轮直径最大抗台风型风电机组成功吊装
多年来，明阳智能始终坚持自主研发的海上战略，开展了一系列针对中国沿海的定制化设计和探索，是中国海上风电的勇敢探索者和大胆实践者。历经十年经验积累与技术升级，现已形成MySE 5.5-7.0兆瓦海上产品线，并正在预研更大容量的海上风机。MySE 5.5-7.0兆瓦产品代表了中国海上风电机组技术在全球的创新引领，驱动了中国东南沿海台风区资源开发从不可能变为可能。我们坚信，未来将有更多中国人自己掌握核心科技的大风机乘风飞翔在蔚蓝色的大海中！
MySE5.5-7.0兆瓦海上抗台风型智慧风机采用全球领先的半直驱传动技术路线和航空级高可靠设计，传承了明阳智能产品家族的优秀抗台风基因，能够保证在超强台风期间的安全可靠。机组依托MYPlatForm&一体化研发协同平台，是专门针对中国特殊海域及风资源情况定制的，具有模块化设计、结构紧凑、效率高、发电性能优异、防腐性能优良、工程施工便捷、易维护等优点的抗台风机组：&
半直驱&&海上大容量机组最佳选择
采用中速齿轮箱与中速永磁发电机，具有优良的结构特性与效率优势，是有效提升发电量，降低综合工程造价的最佳方案。
更高发电量&&成就先天的效率优势
基于半直驱机组所特有的齿轮箱与发电机效率优势，机组传动链效率高达97%以上；同时半直驱技术较传统技术路线机型的并网转速范围宽广，使风轮可以在更宽的风速区间内追寻最优叶尖速比，提升Cp效率，使得MySE具有先天的效率优势。
更可靠&&植入基因的航空级品质
机组采用模块化设计，由叶轮系统、齿轮箱、发电机和机舱系统四大模块组成，各关键部件通过同心法兰联结，在确保同心度的条件下最大化地降低部件维护工作；采用柔性销的齿轮箱技术，与航空齿轮箱技术如出一辙，在基因上就确保了产品的高可靠。
抗台风&&传承明阳独特的抗台技术
基于多年的抗台技术就关键部件进行定制化设计，结构上的紧凑设计极大地降低了机舱承载面积，同时搭载明阳独特的抗台控制模式，具有完美的抗台性能。
北极星风力发电网
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