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(来源:能源日参)
8月13日,位于福建省福清市沙埔镇东陈村附近某风电项目发生一起风电机组倒塔事故,塔筒折断,机组损毁。据了解,该项目业主为华电集团,机组为2MW机型。据当地镇政府工作人员称,台风导致该机组倒塔。
另据中央气象台消息,今年第11号台风“杨柳”(强台风级)的中心于8月13日13时前后在台湾台东县太麻里乡沿海登陆,登陆时中心附近最大风力14级(42米/秒)。
福建省气象台13日12时15分提升“台风预警”至Ⅱ级,同时发布“暴雨预警Ⅲ级”。根据《福建省防汛抗旱防台风应急预案》《福建省人民政府防汛抗旱指挥部应急响应工作规程》,省防指决定8月13日12时15分提升防台风应急响应至Ⅱ级,并同步启动防汛Ⅳ级应急响应。
台风对风电设备的影响
我国东南沿海地区每年夏秋季都会面临台风的威胁。台风袭击时,部分风力发电机组往往难以幸免,甚至出现倒塔的严重事故,给风电场带来巨大损失。例如,“威马逊”台风导致16台风力发电机组倒塌、二十余台机组严重受损;“天兔”台风则造成8台风力发电机组倒塌、十余台机组严重受损。为深入探究风力发电机组在台风中的受损原因,并采取有效的防护措施,中华电力安全网专家委员会展开了多次调研。经过努力,他们初步揭示了发电机组受损的根源,并据此制定了相应的防范措施,以减少台风对风力发电机组的影响。
▣ 台风破坏因素
台风以其强大的风力和中心激烈旋转的大风,形成了极具破坏力的湍流。台风带来的强风和湍流对风力发电机组造成威胁,特别是破坏电网,导致风机控制系统失灵。
▣ 电网影响及案例分析
台风来临时,电网往往首当其冲,大多数情况下电网会先遭破坏,导致风电场停电。电网首先遭受破坏,导致风机控制系统停电,浆叶无法调节,造成设备损坏。例如,某个风电场在台风中,部分箱式变压器因进水短路而停电,进而导致风机控制系统失灵,风机和浆叶无法调节方向,只能被动地承受大风风力,最终遭受破坏。又如另一风电场,在台风登陆前一小时电网就已停电,此时风机控制系统依赖备用蓄电池电源进行转向调节。然而,随着蓄电池电力的耗尽,控制系统也失去了作用,使得机组和浆叶无法抵御大风,最终遭到破坏。某些变压器进水短路是常见原因。
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风力发电机组的类型及其特性
风力发电机组主要分为定浆距和变浆距两种类型。定浆距机组强调整体抗风能力,其设计理念是,其所有结构件均能抵御最大风速的冲击。为增强抗台风能力,通常会选择具有大风抵御能力的机型,并在台风来临前进行紧急维护,以确保风机始终处于最佳状态。而变浆距机组通过控制浆叶顺浆来抵消风力,但需依赖控制系统。其设计上,除了风叶外,其他结构件同样按照最大风速进行设计。其浆叶的设计独特,能够在顺浆时有效抵御大风,但拍浆时则无法承受大风的袭击。此外,其先进的控制系统能够确保在大风袭击时,浆叶始终保持顺浆状态,从而最大程度地降低台风对风力发电机组的影响。
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风力发电机组在台风中的受损原因
风电场中大多数受到台风破坏的风力发电机组,其直接原因是风机控制系统失去控制电源。台风中的湍流和大风对机组构成威胁,电网破坏导致控制系统无法发挥,进而损毁设备。间接原因则可能与风机自身的缺陷有关。
▣ 湍流与电网影响
台风带来的强风和湍流不仅是对机组机械结构的考验,更是对电力系统的严峻挑战。即使风机结构足够牢固,电网的破坏会导致控制系统失效,最终导致设备损毁。
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风力发电机组抵御台风的策略
为确保风力发电机组在台风中的安全稳定运行,应采取综合措施提高其抗台风能力。
▣ 控制系统安全性评估
技术团队对风机控制系统进行安全评估,深入分析控制系统的可靠性、安全性,以及可能存在的隐患、缺陷及其潜在危害。基于评估结果,应制定合理且有效的解决方案,以提升机组在台风中的抵御能力。
▣ 技术改造与结构加固
在完成对风机控制系统的全面评估后,应依据评估报告中所提出的解决方案,对控制系统进行改造。根据评估结果,进行控制系统和结构的改造与加固,以满足恶劣天气条件的要求。这些改造旨在消除可能存在的技术缺陷和安全隐患,确保风机能够满足台风环境下的安全运行要求。
▣ 强化国家监管
国家应通过监管制度设计,确保风电设备在抗台风方面具备足够的安全性能,支持风电行业的发展。风力发电机组的安全监管是至关重要的,它关乎着整个风电行业的稳定发展。为此,国家能源局各地区监管局应承担起这一职责,通过在监管文件中明确设置专有监管条文,来确保风力发电机组在抗台风安全方面得到充分保障。这样的顶层制度设计,将为风力发电机组的安全提供坚实的支撑。
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