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近日,我国北方多地持续遭遇特大暴雨,而造成这场暴雨的“罪魁祸首”便是今年5号超强台风“杜苏芮”的残余环流。7月28日,“杜苏芮”从我国福建中南部沿海区域登陆并北上,中心最大风力超62米/秒(相当于17级风),我国东南沿海的海上风电机组,包括近日并网满发的全球已吊装最大容量16MW海上风电机组,成为了迎战台风的“排头兵”。
“杜苏芮”是今年内截至目前最强的台风,这给位于福建海域的金风科技机组带来三重考验:
一,全球已吊装最大容量16MW海上风电机组与超强台风的“首次对决”,战绩将会如何?
二,已吊装未上电机组该怎样面对超强台风的直接冲击?
三,已投运机组能否一如既往地从容迎战台风、平稳运行?
面对三重考验,金风科技与三峡集团携手,打造机组抗台“护城河”。
在台风登陆前,金风科技与三峡集团相关项目人员共同密切关注气象动态,合理安排海上机组巡检用船和海上作业人员转移,积极开展防台风专项检查。对海上机组开展防台风测试工作,对机组、升压站等进行故障检查以及防坍塌、防积(渗)水逐项排查。严谨细致的排查工作连同高智能化的台风监测与通讯控制技术、海上机组高可靠性抗台设计与成熟的抗台应对方案,共同保障台风波及范围内机组均实现安全可靠运行。
01 “大国重器”16MW机组 | 首次对决、首战告捷
已吊装全球最大容量海上机组——GWH252-16MW样机于7月19日实现并网满发。对于超大叶轮机组来说,台风过境会引起机组极限载荷在短时间内迅速增大,极易对机组的大部件造成破坏性损伤。作为整机中的关键部件,在极高风速下,16MW机组的123米超长叶片将迎来其在海洋环境的首次试炼。
在16MW机组设计之初,金风科技便对其超长叶片进行了强度、形状、受力三方面的抗台风定制化设计。叶片主梁采用碳纤维材料,强度为钢的十倍,在增加叶片强度的基础上却使重量减轻20%;叶片采用后掠设计,以更为纤细的叶片形状降低其所承受风载,合理利用超长柔性叶片的弯扭耦合效应,台风来临时可以实现被动卸载。同时,机组智能控制系统可保证叶片始终处于最小受力角度,避免叶片发生涡激振动,使其迎战高风速也无所畏惧。
此外,在台风来临前,16MW机组便提前进行了远程抗台模拟、机组断电切换备用电源等一系列测试,为迎战台风做好充足准备。“杜苏芮”过境时平潭海域最大风速达40.56米/秒,16MW机组监测各项振动数据及指标平稳,顺利度过在测试周期内的台风大考。
02 已吊装未上电机组 | 提前预测、未雨绸缪
7月22日,金风科技4台8MW机组在三峡集团福建平潭外海海上风电项目圆满完成吊装,由于台风的快速迫近,机组未上电即要面对台风挑战。
三峡平潭外海海上风电项目
为保障机组顺利度过台风,金风科技借助智能台风预警系统提前预测与规划窗口期,在台风来临前,项目运维人员便根据所预测的台风行进方向,提早对未上电机组进行手动偏航,使其以最安全角度迎战台风,减少冲击。
此外,依靠自主研发的“远程通信抗台控制系统”,即便机组未上电,也可通过“北斗通信技术”在“陆上指挥端-北斗卫星-海上接收端-柴油发电机-风电机组”之间搭建通信网络,从陆上控制中心发布信号以控制海上机组柴发自启动来为机组供电,控制机组偏航并降低载荷,规避台风过境对机组产生的风险,弥补了我国风电行业建设期“抗台”无方案的空白,也保障了在台风期间4台8MW机组在瞬时风速40米/秒的情况下仍稳稳矗立。
03 已投运机组 | 身经百战、从容应对
福建海域距离太平洋热带洋面较近,易形成大风,年平均风速将近10米/秒,全年大于8级(即风速17.2-20.4米/秒)的大风天数可达30天。因此,“对抗高风速”已成为在该海域运行的海上机组的“必修课”。
福建兴化湾三峡海上二期风电场
福建福州三峡长乐A区风电场
福建天润公铁大桥分散式项目
福建兴化湾三峡海上二期风电场、福建福州三峡长乐A区风电场、天润公铁大桥分散式项目的67台金风科技机组已在该海域经受长期“高风速历练”。
此次应对超强台风“杜苏芮”,金风科技风能研究院提前9天便向项目人员发布预警信息,面对难以预估的台风路径,借助高智能化、高预测精度的台风预警平台和SCADA平台,提前5天预判台风登陆轨迹,制定完备、详细的应急预案。此外,金风科技于7月迎战台风“泰利”的成功经验,也为此次抗台提供了有力支撑。
自7月26日0时至28日24时,在15.68米/秒的平均风速下,三个项目66台机组稳定运行,实现总发电量2780多万千瓦时,平均发电小时数65.88小时,最高发电小时数近70小时,为业主创造收益约2363万元,实现高收益、高可靠运行。
敬畏自然、回归技术本真。机组可靠性对于金风科技来说不仅是目标,更是对于客户的郑重承诺。面对台风危机下的三重考验,在三峡能源的统筹协调下,金风科技利用预警技术提前洞悉风险,针对不同项目场景提前制定完备详细的规划与预案,在实践过程中不断迭代既有策略与经验并将其进行标准化延续,让海上风电场在台风挑战中傲然矗立。这不仅是保证机组长期可靠运行的“秘诀”,也是赢得未来海上风电“长跑”的“必由之路”。
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