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  • 未“冰”綢繆:今冬風(fēng)機(jī)結(jié)冰風(fēng)險(xiǎn)前瞻

    2017-11-06 11:22:15 能聞能悟  點(diǎn)擊量: 評(píng)論 (0)
    你的風(fēng)場可能需要一個(gè)結(jié)冰預(yù)警系統(tǒng)2017-2018冬季風(fēng)機(jī)結(jié)冰風(fēng)險(xiǎn)前瞻寒潮來不來近日逐漸入冬,歲末年初也預(yù)示著即將迎來2018年初的寒潮。猶記得2017年2月的那場寒潮,全國大范圍地區(qū)降溫8-12&deg;C,直接達(dá)到藍(lán)色預(yù)
    你的風(fēng)場可能需要一個(gè)結(jié)冰預(yù)警系統(tǒng)
     
    2017-2018冬季風(fēng)機(jī)結(jié)冰風(fēng)險(xiǎn)前瞻
     
     
    寒潮來不來
     
    近日逐漸入冬,歲末年初也預(yù)示著即將迎來2018年初的寒潮。猶記得2017年2月的那場寒潮,全國大范圍地區(qū)降溫8-12°C,直接達(dá)到藍(lán)色預(yù)警等級(jí)。
     
    2017年寒潮與2016年的世紀(jì)寒潮很相似,都是北極地區(qū)大幅升溫,導(dǎo)致極渦南下。連續(xù)兩年大幅寒潮,對(duì)于許多地區(qū)的風(fēng)場是否能抵御結(jié)冰風(fēng)險(xiǎn)來說都是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)。
     
    這個(gè)冬天是否還會(huì)面臨同樣的境況呢?以下我們將對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)說明。
     
    下圖為2017年12月至2018年2月的連續(xù)三個(gè)月月氣溫異常的預(yù)測統(tǒng)計(jì),可以看出明顯在2018年1月時(shí)中國中東部和南方地區(qū)氣溫低于往年的概率比較大,可能成為山地風(fēng)場結(jié)冰的高發(fā)月份。
     



     
     
     
     
     
     
     
     
    到底冷不冷
     
    判斷是否會(huì)發(fā)生如去年一樣的極端天氣狀況,一個(gè)重要的表征就是ENSO(El Niño-Southern Oscillation 厄爾尼諾與南方濤動(dòng)循環(huán))。
     
    注:“厄爾尼諾”(El Niño),意為"圣嬰",是指赤道太平洋中東部海洋表面溫度持續(xù)異常增溫的現(xiàn)象。當(dāng)厄爾尼諾現(xiàn)象發(fā)生時(shí),太平洋廣大水域的水溫升高,會(huì)造成南方濤動(dòng)現(xiàn)象(Southern Oscillation,SO)。“拉尼娜”(LaNina),意為“小女孩”,指赤道中東太平洋海面溫度持續(xù)異常偏冷的現(xiàn)象。氣象上把兩者合稱為ENSO(El Niño/La Niña-Southern Oscillation,簡寫ENSO,音“恩索”)。這種全球尺度的氣候振蕩被稱為ENSO循環(huán)。
     
    簡單來說,厄爾尼諾發(fā)生時(shí)氣溫上升,中國地區(qū)會(huì)更暖,拉尼娜發(fā)生時(shí),中國地區(qū)會(huì)更冷,但這些只是從可能性的角度來說。通常,出現(xiàn)拉尼娜事件時(shí),中國冬季會(huì)更冷,但也并不意味著會(huì)進(jìn)入寒冬,只是進(jìn)入寒冬的概率高一些,特別是南方地區(qū)。
     
    面對(duì)即將來臨的寒潮,到底對(duì)氣溫會(huì)造成多大程度的影響我們有必要用ENSO預(yù)測作為判斷依據(jù)之一。
     
    下圖為截取的近年來海洋尼諾指數(shù),紅線表征厄爾尼諾發(fā)生可能性,藍(lán)線表征拉尼娜發(fā)生可能性,可以看出2017-2018年冬季指數(shù)在兩個(gè)范圍之內(nèi),處于自然水平,這個(gè)冬季大概率會(huì)保持平穩(wěn)狀態(tài)。這種平穩(wěn)的狀態(tài)極大可能表征氣溫的波動(dòng)性變化,與文中12月-2月的氣溫預(yù)測相對(duì)應(yīng)。
     
     
    下圖為ENSO發(fā)生可能性的概率統(tǒng)計(jì),同樣可以看出自然狀態(tài)(綠色)的發(fā)生可能性更高。
     
     
     
     
    危害大不大
     
    冰凍災(zāi)害預(yù)警的重要性
     
    雖然風(fēng)機(jī)葉片覆冰為偶發(fā)性事件,一旦發(fā)生,將對(duì)風(fēng)電場運(yùn)行造成巨大影響,同時(shí),也為周邊人員的安全埋下隱患。
     
    積冰的影響
     
    1)當(dāng)風(fēng)機(jī)葉片表面大量積冰時(shí),由于每個(gè)葉片上的冰載不同,使機(jī)組的不平衡載荷增大,從而降低風(fēng)機(jī)的零部件壽命,對(duì)機(jī)組造成較大的危害;
     
    2)由于積冰厚度不一,葉片原有的氣動(dòng)外形將發(fā)生改變,降低機(jī)組的風(fēng)能利用系數(shù),從而造成發(fā)電功率降低,嚴(yán)重時(shí)還可造成風(fēng)電機(jī)組無法正常啟動(dòng);
     
    3)風(fēng)機(jī)上的測風(fēng)儀結(jié)冰后,將無法正常工作,使測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn),影響機(jī)組的正常運(yùn)行和控制;
     
    4)結(jié)冰后,如果風(fēng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)行,拋出的冰層碎塊或掉落的大冰塊可能會(huì)傷害到風(fēng)機(jī)自身及其附近的人或物。
     
    低溫的影響
     
    1)由于空氣密度隨著溫度的降低而增大,因此低溫環(huán)境會(huì)造成風(fēng)電機(jī)組額定出力增加,出現(xiàn)過發(fā)過載的情況;
     
    2)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)低溫疲勞問題,嚴(yán)重情況下可造成焊縫斷裂;
     
    3)風(fēng)電機(jī)組所使用的潤滑油將隨著溫度的降低粘稠度增大,流動(dòng)性變差,風(fēng)機(jī)需要潤滑的部位可能無法得到充分的油量供應(yīng),從而危及風(fēng)機(jī)設(shè)備的安全。
     
    因此,在冰凍災(zāi)害天氣發(fā)生前的有效預(yù)警時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確高效地傳遞天氣預(yù)測預(yù)警信息至關(guān)重要。高精度氣象預(yù)測預(yù)警服務(wù)方案,可以最大程度上預(yù)防葉片結(jié)冰對(duì)機(jī)組的危害,優(yōu)化客戶資源配置,降低客戶財(cái)產(chǎn)損失,確保人員和設(shè)備安全。
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