我國東南沿海每年夏、秋季均會受到臺風襲擊,現在正值臺風到來的時刻,前段時間杭州就下很大的暴雨,前天還有報道臺風登入象山,高速路上飛臺風弄出個大凹槽。在每年的臺風襲擊中,有部分風力發電機組受損,甚至發生倒塔事件,使風電場遭受嚴重損失。如“威馬遜”臺風,造成16臺風力發電機組倒塔、二十多臺機組嚴重受損;“天兔”臺風,造成8臺風力發電機組倒塔、十多臺機組嚴重受損;“杜鵑”臺風,造成近二十多臺機組嚴重受損;“桑美”臺風,也造成二十多臺機組嚴重受損。
為查明風力發電機組在臺風過程受損原因,尋找、確定風力發電機組的反臺風損壞措施,中華電力安全網專家委員會多次對風力發電機組受損情況開展調研,初步查明了風力發電機組在臺風中受損原因,并制定了相對應的反事故措施。
一、風力發電機組的類型及其特征
風力發電機組分為定漿距風力發電機組和變漿距風力發電機組兩種機型。
定漿距風力發電機組的所有結構件均按最大風速設計,其反臺風損壞措施是選擇滿足抗大風能力的機型,并在臺風來臨前緊急維護,確保風機處于良好狀態。
變漿距風力發電機組除風葉外,其他所有結構件均按最大風速設計。其漿葉的設計是考慮順漿時能抗大風,而拍漿時不能承受大風的襲擊。其控制系統能夠保證大風襲擊時漿葉在任何時候都能順漿。
二、風力發電機組在臺風中受損原因
臺風,具有強大的風力,且大風在臺風中心激烈旋轉使風力成倍增大,形成湍流。強大的湍流和湍能對風機產生極大的破壞力。同時,臺風襲來時,大部分情況下是先破壞電網,風電場停電,使風機控制系統不能工作,造成漿葉和風機無法調節,拍向承受大風的襲擊,導致風機破壞。
如某風電場,在臺風中部分箱式變壓器因進水短路停電,造成風機控制系統不能工作,風機、漿葉無法調節方向,承受大風風力而導致風機破壞。又如另一風電場,在臺風登陸前一小時電網就已停電,風機控制系統依靠備用蓄電池電源調節轉向,因蓄電池電力用完造成控制系統不能工作,導致機組及漿葉承受大風風力而破壞。
因此,對大多數受到臺風破壞的風力發電機組,其主要原因是風機控制系統失去控制電源,次要原因是風機存在缺陷。
三、風力發電機組反臺風損壞措施
3.1 開展風機控制系統安全性技術評估
聘請技術單位開展風機控制系統安全性技術評估,查明風力發電機組控制系統的可靠性、安全性,評估其存在的隱患、缺陷及危害,編制合理、有效的解決方案。
3.2 開展風機控制系統技術改造
根據評估報告的解決方案,進行風機控制系統技術改造,消除風機控制系統的技術缺陷與安全隱患,使風機滿足抗臺風要求。
3.3 開展風機結構加固
對位于強風位置的風力發電機組,根據評估報告的解決方案進行結構加固技改。
3.4 國家設置專有監管條文
風力發電機組的安全監管是國家能源局各地區監管局的工作職責,建議國家能源局各地區監管局把風力發電機組的抗臺風安全在監管文件中設置專有監管條文,在頂層制度設計上保證風力發電機組的安全。