抗台风型风力发电机组浅说.doc

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1、抗台风型风力发电机组浅说我国地处亚洲大陆东部，濒临太平洋，位于东南季风带，有3.2万公里海岸线（1.8万公里大陆海岸线和1.4万公里岛屿海岸线）岛屿面积为7.54万km2，近海滩涂面积1.27万km2，东南沿海及海上岛屿是我国最大的风能资源区。在该区域的海边—内陆之间存在一个风速急剧变化带，风功率密度线平行于海岸线，当海风吹向陆地时，影响所及可深入内陆约40公里；此外，受海、陆热容量差异的影响，冬季当空气到达海上时风速增大，加上海洋表面平滑，摩擦力小，一般风速要比大陆增大2～4m/s。因此，这一区域年有效风功率密度均在

2、200W/m2以上，大于6m/s风速时间在3500小时以上。一些东南沿海岛屿可达到550W/m2以上，大于6m/s风速时间在4000小时以上，可以认为是非常优秀的风电场。东南沿海经济比较发达，用电量大，而且几乎没有煤炭资源，依赖化石能源来解决能源需求的问题十分困难。因此，该地区具备发展风力发电的基本条件和强烈的开发欲望，并会逐步形成一个很大规模的市场。但是我国东南沿海在每年的夏季均会受到台风的袭击，每次台风登陆后沿海地区都有一次大风过程，2003年13号台风“杜鹃”，2006年1号台风“珍珠”和8号台风“桑美”就分别造

3、成了广东汕尾红海湾风电场，南澳风电场和浙江苍南鹤顶山风电场的风机严重损毁。随着全球气候变暖，台风强度还有逐年增强的趋势。强风加上来自台风中心剧烈的旋转增强，成倍增大的湍流强度和湍能会对机组产生极大的破坏力。与我国东南沿海相似，日本也是受台风影响很大的地区，每年的6～10月都会受到台风袭击，2003年“蝉鸣”(Maemi)台风过境日本、台湾省等地区，最大风速曾高达74.1m/s，令日本Miyako风电场引进的Vestas、Enercon、NEG-Micon共7台风力机全部严重受损。“蝉鸣”过后，三菱重工设计了新的偏航控制

4、装置，采用了所谓的Smart-Yaw技术，就是在正常情况下风力发电机为上风向工作，而在遇到台风时，偏航系统自动将风轮转到下风方向，此后偏航系统采用自然偏航方式，这种方式可降低风轮上风方向的负载，使强风时的叶片负载降低25%，塔架负载降低30%，叶片和塔架的负载降低15%，使机组具有抵御强风的能力。当2004年7月和8月的Chaba和Songda台风直击Setocho、Ehime风电场，采用了Smart-Yaw技术的MWT-1000A风力机抵御了70m/s(测量值)的极限风速。法国VergnetGroup公司是法国规模第

5、二大的风力发电设备制造商，以两叶片风力发电机组著称，其中275kw机组在遇到台风前可以将塔架放倒，以减少台风对风轮的载荷，目前这种机组已经在许多沿海岛屿安装使用，并能避免台风对机组造成的不利影响，下图为这种机组的照片。我国的广东明阳风电技术有限公司、浙江运达风力发电工程有限公司、上海电气风电设备有限公司等企业都投入了人力物力开展抗台风型风力发电机组的研制，但是，除了广东明阳在引进的1.5MW双馈风力发电机组的基础上采用结构加强的方法研制出一种抗台风型机组外，国内实际上没有一台真正意义的抗台风型机组。特别是没有具备抗强台

6、风技术特征的机组。未来10年中国风电事业发展的主要方向应该是沿海地区，但抗台问题一直是给风机带来最大威胁的因素，期待中国的科技工作者能在这一技术领域为人类做出伟大的贡献。