台风地区风力发电研究探讨

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1、台风地区风力发电研究探讨上海电气风电设备有限公司刘琦副总经理许移庆高级工程师一、概述二、台风破坏案例三、台风特性研究四、措施探讨五、算例分析六、结论一、概述中国要发展海上风电，台风问题是一个无法回避的问题。在中国绵延几千公里的海岸线上，每年都有强度不同的台风来袭。下图是根据中国1949～2006年《热带气旋年鉴》统计的登陆中国沿海各省热带气旋个数。3一、概述4二、台风破坏案例(1)台风“杜鹃”对红海湾风电场的破坏5二、台风破坏案例(1)台风“杜鹃”对红海湾风电场的破坏2003年13号台风“杜鹃”于8月29日生成后一路西行，9月2日下午横扫过汕尾地区的碣石湾，当晚7时50

2、分在红海湾西岸的惠东县港口镇登陆，登陆时中心附近最大风力达12级，登陆点附近某风电场风力发电机组测风系统测得极大风速为57m/s。6二、台风破坏案例(1)台风“杜鹃”对红海湾风电场的破坏红海湾风电场共安装有25台V47-660变桨距风力发电机组，其中13台位于低海拔平坦地带，另外12台安装在海拔30~60m的丘陵地区，离海岸线一般在2km以内。风电场25台风力发电机组中有13台受到不同程度损坏，其中有9台风力发电机组叶片被损坏，且每台只坏1个叶片，并且有7个叶片是处于下垂状态，只有6#、16#损坏叶片处于朝上位置。7二、台风破坏案例(1)台风“杜鹃”对红海湾风电场的破坏

3、8二、台风破坏案例(1)台风“杜鹃”对红海湾风电场的破坏9二、台风破坏案例(2)台风“桑美”对苍南风电场的破坏10二、台风破坏案例(2)台风“桑美”对苍南风电场的破坏2006年8月10日，台风“桑美”登陆浙江省苍南县马站镇，台风登陆时中心附近最大风力17级（60m/s），中心气压为920百帕，浙江苍南霞关观测到的极大风速为68.0m/s，福建福鼎合掌岩观测到的极大风速为75.8m/s。苍南风电场位于马站镇西北8km左右的鹤顶山山脊上，10日17时25分左右台风中心直接穿过风电场，现场测到的极大风速为81.1m/s。11二、台风破坏案例(2)台风“桑美”对苍南风电场的破坏

4、苍南风电场共有28台机组，装机容量15.85MW，台风过后只有2台Nordtank550kW（机舱罩吹掉）、2台Dewind600kW、1台Vestas660kW和3台Windey250kW基本完好，其余20台风力发电机组都遭到不同程度的破坏。叶片破坏最为严重，15台Vestas600kW风力发电机组仅可拼凑成2-3台，其中2台Windey750kW（27#、28#）基础被吹翻，2台Dewind600kW（19#，23#）在塔架下段折断，倒地后又折为两段，共折为三段，1台Vestas600kW（7#）在塔架与基础段连接处的螺栓拉断，被完全吹倒。12二、台风破坏案例(2)

5、台风“桑美”对苍南风电场的破坏13二、台风破坏案例(2)台风“桑美”对苍南风电场的破坏14二、台风破坏案例(2)台风“桑美”对苍南风电场的破坏15二、台风破坏案例(3)台风“鲇鱼”对六鳌风电场的破坏16二、台风破坏案例(3)台风“鲇鱼”对六鳌风电场的破坏2010年10月23日12时55分，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（38m/s），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。17二、台风破坏案例(3)台风“鲇鱼”对六鳌风电场的破坏根据福建省气候中心

6、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秒平均）达70.2m/s，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。18二、台风破坏案例(3)台风“鲇鱼”对六鳌风电场的破坏19三、台风特性研究我们要设计适合于台风地区的风力发电机组，则首要任务是要研究台风，认清它的特性，但遗憾的是到目前为止，大家对台风特性的了解还不是很多，更缺少台风原始数据的测量。虽然建筑、桥梁上很早就开始了对台风的研究，也有一些测量的原始

7、数据，但由于风力发电领域所关心的一些台风特性与建筑、桥梁所关心的一些台风特性有很大的不同，因此可以借鉴的内容不多。从目前国内鲜有的一些对风力发电领域关心的台风特性研究来看，台风主要有如下特性。20三、台风特性研究(1)台风结构台风在水平方向上一般可分为台风外围、台风本体和台风中心三部分。台风外围是螺旋云带，直径通常为400-600公里，有时可达800-1000公里；台风本体是涡旋区，也叫云墙区，它由一些高大的对流云组成，其直径一般为200公里，有时可达400公里；台风中心到台风眼区，其直径一般为10-60公里，大的超过100公里，小的不到