“威馬遜”的風(fēng)向?yàn)槭裁椿緵]發(fā)生變化？

每到夏季，臺(tái)風(fēng)便成為我國(guó)沿海地區(qū)最主要的氣象災(zāi)害，臺(tái)風(fēng)災(zāi)害對(duì)我國(guó)沿海地區(qū)的風(fēng)電場(chǎng)有著不小的威脅。

天兔

2013年9月，超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“天兔”在廣州汕尾登陸，造成附近風(fēng)電場(chǎng)多臺(tái)風(fēng)電機(jī)組不同程度的損壞，多臺(tái)機(jī)組葉片發(fā)生折斷或是塔筒損壞。

發(fā)生葉片折斷的機(jī)組，折斷位置在葉片的最大弦長(zhǎng)位置、葉片中部以及葉片尖部，其中最大弦長(zhǎng)處折斷的次數(shù)較多，葉片的主要承力結(jié)構(gòu)主梁基本被破壞，葉片損壞端面附近未出現(xiàn)明顯裂紋。

發(fā)生塔筒損壞的機(jī)組，大部分基礎(chǔ)環(huán)連接螺栓被拉脫，破壞部位的變形為內(nèi)癟形態(tài)，焊縫在破壞中心區(qū)域完好，而在褶皺邊緣因塔筒壁塑性變形發(fā)生撕裂。

通過(guò)初步分析，綜合“天兔”風(fēng)速數(shù)據(jù)，可以得出葉片折斷的主要原因是葉片過(guò)載。塔筒損壞的主要原因是基礎(chǔ)載荷超過(guò)設(shè)計(jì)載荷，達(dá)到螺栓連接的極限，由此造成基礎(chǔ)環(huán)連接螺栓大部分被拉脫，塔筒呈屈曲破壞。

威馬遜

2014年7月，超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“威馬遜”在廣東登陸，最高風(fēng)力達(dá)17級(jí)，造成處于主風(fēng)區(qū)內(nèi)的風(fēng)場(chǎng)風(fēng)機(jī)倒塔、風(fēng)機(jī)葉片破裂、風(fēng)機(jī)發(fā)電機(jī)掉落、風(fēng)機(jī)機(jī)艙被揭開等不同程度的損壞。

不同于“天兔”，“威馬遜”的風(fēng)向基本沒發(fā)生變化，因此受損的機(jī)組機(jī)艙都朝向同一方向，并且所有受損機(jī)組都朝著背風(fēng)方向。

現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)3種現(xiàn)象：（1）葉片順槳不到位；（2）機(jī)組發(fā)生明顯的前后振動(dòng)后，將發(fā)電機(jī)從倒塌方向反向甩出；（3）所有被破壞的機(jī)組機(jī)艙朝向都是背風(fēng)方向。

通過(guò)初步分析，被破壞的機(jī)組很有可能是因?yàn)槿~片變槳?jiǎng)x車選型太小，導(dǎo)致背風(fēng)機(jī)組的變槳機(jī)構(gòu)在極端風(fēng)速下不能使葉片始終保持順槳狀態(tài)，使得機(jī)組在臺(tái)風(fēng)狀態(tài)下超出設(shè)計(jì)范圍，僅為導(dǎo)致一系列的結(jié)果。

通過(guò)對(duì)這2次典型臺(tái)風(fēng)破壞風(fēng)電機(jī)組的案例，可以得出：

（1）臺(tái)風(fēng)中，葉片變槳機(jī)構(gòu)的剎車很重要。剎車載荷由葉根載荷減去軸承摩擦得到，其中，摩擦因子是一個(gè)范圍值。在正常情況下，由于正常發(fā)電的摩擦力通常以阻尼的形式出現(xiàn)，我們?cè)谟?jì)算時(shí)采用摩擦因子的上限進(jìn)行仿真得出的結(jié)果更為保險(xiǎn)。然而在極端風(fēng)速下，摩擦力和變槳?jiǎng)x車共同克服外栽，使得采用摩擦因子上限進(jìn)行仿真反而會(huì)更危險(xiǎn)。

（2）對(duì)于臺(tái)風(fēng)多發(fā)地區(qū)，塔筒設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)采用多分段的設(shè)計(jì)或者在屈曲強(qiáng)度較低的部位增加加強(qiáng)環(huán)，以此來(lái)提高塔筒的屈曲強(qiáng)度，避免倒塌事故。
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