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海上风电对付台风是一个系统工程,它涉及的东西很多。首先是REC标准,还有风电机组的问题,还涉及到设计院、厂家和机位等问题。10月18日,国家气候中心研究员张秀芝女士出席2018年北京国际风能大会暨展览会,并在中欧海上风电工程装备论坛作“8个强台风破坏风电场的经验与教训”的主旨演讲。北极星电力网对大会进行全程直播,如需了解更多会议直播,请联系微信号:13693626116。
国家气候中心研究员张秀芝
以下为发言实录:
张秀芝:我从4个方面来介绍,一个方面就是简单介绍一下从2003年到2018年我们国家的台风状况,第二个就是我们有3个超强台风,这其中有两个造成毁灭性,对于这三个毁灭性的会做一个比较详细的介绍。第三个就是一般的强台风,但是也造成了破坏很严重,第四就是考虑一下从气象人的角度看抗台风风电机组,风电场的运维还有设计院应该做的什么工作。
这是2003年到2018年,我们国家所有登陆过的台风一共是22个,那么这22个当中有9个是对风电场造成了影响,其中有一个不是很严重,其他8个都相对比较严重,这9个当中占到了登陆强台风和超强台风的41%,也就是说我们每年大概有41%的强台风和超强台风会造成一定的危害,所以必须引起我们的重视。
台风有不同的影响程度,其中这9个台风,除了2003年第一次,那时候我还没有进入风电行业,我从2006年的夏天才正式进入了风电行业,那么我从2006年的台风每一个,这里面的列出来的8个台风每一个我都到过现场,我都有照片,都询问了风电场的管理人员跟他们讨论,收集一下风的资料。下面我会对这几个风电场的遭到的破坏,台风的强度,风速、风向什么样的做一个介绍,引起大家的关注。
这张就是我们所有2003年到现在这22个台风,这是第一张,下面这一张是对风电场有破坏的,这一张是三个造成毁灭性的台风的路径,这一张是三个超强台风,其中这两个你可以看到这个和这个,这两个台风造成毁灭性的,这一个它可以,你看它的强度本身登陆时候的强度风速有52秒米,但是从形成过程当中强度要比这两个要弱得多,所以我们特别对超强台风特别关注。
下面是第一个,也就是我按照顺序发生的年代的顺序来讲,2006年的桑美台风,它对风电场的破坏你可以看,导致叶片掉得几乎全军覆没。那么类似于这样的路径,这就是跟台风相似的路径有好多个,因为以前我们在这些台风在建立还没有建风电场,或者登陆地点有差距。我想告诉大家的是,这个位置上的风电场是非常危险的。也就是说尤其现在这里在海上规划了不少的风电场,这个位置上,也就是福建的北部,目前的风电场规划也还可以,但是它的风险太大,它的风速并不是特别好,所以在这里建海上风电场这个风险,风机的安全和你的效益、发电量这个平衡点相对比较难找,所以这个地方我特别强调这里是要谨慎小心。
这是第二个威马逊,这也是一个大家共知特别强的台风,这个台风是从文昌第一次登陆,这个地方有华能的风电场,这个风电场是华瑞1.5兆瓦的风级,是叶片掉了,应该说这个风场已经运行了好多年了,它在这个最强最强的时间,它才倒了一台风机,应该说它的能力还是蛮好的,没有搞到全军覆没,应该说是不错的。登陆以后强度有所减弱,这是登陆前风速60秒米,到这再登陆是55秒米,它的强度一直在减弱。
我们这边有一堆风电场,风电场还好,很多的风电场没有太大的损失,但是很遗憾我们也有一些,这就是我刚才说的华瑞倒的一台,有些叶片掉的,这是另外一个风场的,作为这个区域来讲文昌这个区域类似这样的台风路径,在我们国家也是比较多的,但是达到这样的强度并不是多,但是每年在这里登陆的强风强度还是蛮强的,如果在文昌的外边也是要小心谨慎。
我必须讲的是天兔,这个位置的风电场大家看一下,一会儿我后面的照片有几张图片的,这是外边的一个火力火电厂,这个圆的因为在海边风很大,门要在里边的,风电场大概在这个位置上,从这里开始一直到这边,这也是个毁灭性的,但是这个台风并不是特别强,它的中心风速也只有45秒米。我们值得关注的是2003年的杜鹃跟它的路径是一样的,当然杜鹃没有它强,天兔是很强的一个台风,比杜鹃要强。2003年大家都知道,第一次维斯塔斯风机刚装上,联网一个月,杜鹃9支叶片被吹坏,第二次再来,2013年十年之后台风再刮过这个地方就没有那么客气了,几乎是全军覆没。
大家看这是我说的外边的,本来应该是白的,你看前边这一个,铁皮全部刮跑了,这个台风也是,台风最强的时候,还没有到的时候电网掉了,所以我们很多的气象站,很多风场都没有拿到特别强的时候台风,都不知道跑哪里去了。这个地方我现在始终没有搞清楚,我想不明白为什么台风不是超强台风,只有45秒米左右的风速,它就能把这个地方破坏到这个程度,真是值得研究研究,它在风场后面是有山的,到底是什么原因,我提醒感兴趣的人可以研究一下为什么。
上面讲的是毁灭性的台风风场,其中两个是超强台风,一个是强台风,这一个台风是今年刚刚过去的,结束了之后,我马上去了风电场,收集了相关的资料,也收集了气象系统的很多数据。而且这个台风跟前面的台风,我收集到的数据是有很多方面是值得关注的,这个台风会讲的稍微详细一点。其实这两张片子是福建省电力深山,你看下面有他们的字,他们拍的照片,你看这一个时间,这是台风路径4点到9点,这个时候是断电的倒风机之前是断掉的,我必须强调这个,它的风还是很大的,但是它没有达到最大的时候,这个风机倒的时间并不是台风风速最大的时间倒的,为什么?这里的台风是非对称的,东北是风速最大的,到南边这是我们的新华湾,它离台风是比较远的,它的风只是很好发电的机会,也就是说一个强台风来了,对偏远的地区是很好的发电机会,但是你必须抓紧机会,你的判断准确你才能发电。
我必须提醒的一点是这里,在这个时间风速增加地特别快,你看这个时间,风速突然增强了,增强之后就来了风机的倒下,这一段我提醒搞机组的厂家,机组的设计人员好好去算一算,这样的风速它经不经得住,控制系统该怎么应对,如果现在有的风电机厂家说我要超发,碰到这样的情况能不能超发,还没有来得及降下来一下子高起来,所以对台风的复杂性必须有一个认识。
这是两个导风机的位置,这也是我必须提醒大家的,这是作为机组厂家符合你的机位的时候应该特别关注的,设计院的人应该特别关注,关注在哪呢?你看当时导风机偏东北大风特别大,这是一个弯口,这个风机都是在这个方向弯口这一侧,东北风来了以后必然这里有一个加速的过程,一个加速,地形的加速,风速的突然增大,所以这两个风机倒在这儿就不奇怪了,我是说我们不怕出事故,出事故关键是怎么判断,怎么应对,风电场维护人员怎么判断这是很重要的。
这是天鸽,它也是断电了,我反复强调,你再好的控制系统没有作用了,所以作为设计来讲,怎么去保证断电以后你的风机还是安全的。还有一种路径就是这个路径,这是一种特殊的路径,如果从这里上去的话他会很危险,这两个风场出问题了,这个风场提一句话,大家一看这里本来就像这样是个蘑菇山包,当你机位平的时候,这是是陡的,图往两边一推,形成了相当于这样的形状,实际上起了加速作用,这是叶片掉了的,前面是海,本来是山帮,这里一下来这里是陡的,这里又是一个陡的,二机台阶的陡坡也会改变原本你计算强度,计算风荷载的时候也会改变的,这是我需要说的关键问题。
实际上我们海上风电对付台风来讲,海上风电是一个系统工程,它涉及的东西很多,首先REC标准,另外设计院做科研的,作台风专项应该注意到,涉及到风电机组的问题,涉及到设计院和厂家核机位,对特殊的地形,特殊的机组改变微地形的情况下,这是需要共同载负荷问题。这是一个基本的台风模型,这张图相当于平面的,给大家看一下怎么样认识台风就是了。
我想说的是,这就是GL的规定,30分钟180度,还有一些厂家声称说,我的抗台风设计很到位,360度我都设计过了,其实非也,台风来了之后风速风向的变化不是360度来变的风向,你看这就是针对30分钟180度,这是最标准的图,你看这是5分钟一个点,这就是30分钟180度风速是呈双风形的,你不定360度,就这个你能不能顾得过来,你应该关注这个,这也是一个标准的图,也是实测的。
最后一张,我提醒大家一定要小心,该发电的时候发电,该扛的时候扛。谢谢大家!
(发言为能见APP整理,未经本人审核)
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