有業(yè)內(nèi)人士告訴記者，在應(yīng)對(duì)臺(tái)風(fēng)考驗(yàn)方面，我國(guó)風(fēng)電行業(yè)缺少原始的數(shù)據(jù)測(cè)量，經(jīng)驗(yàn)積累也不夠豐富。隨著中東南部風(fēng)電開發(fā)的推進(jìn)，特別是海上風(fēng)電的規(guī)模化發(fā)展，行業(yè)在“抗臺(tái)風(fēng)”方面的基礎(chǔ)研究還需夯實(shí)。

缺少原始數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)積累

“今年第8號(hào)臺(tái)風(fēng)‘瑪莉亞’過境后，一些廠商宣稱自己的風(fēng)機(jī)經(jīng)歷了臺(tái)風(fēng)考驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)電量零損失。作為一個(gè)理性發(fā)展的行業(yè)，我們并不能盲目樂觀。近年來，臺(tái)風(fēng)造成風(fēng)電場(chǎng)安全事故的案例并不少見，行業(yè)對(duì)于臺(tái)風(fēng)的研究還處于初級(jí)階段，很多東西并沒有吃透。”一位資深風(fēng)電人士告訴記者。

不久前，福建省能監(jiān)辦下發(fā)的《關(guān)于開展風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全隱患排查治理的緊急通知》印證了這位資深風(fēng)電人士的擔(dān)憂。《通知》提及，臺(tái)風(fēng)“瑪莉亞”正面登陸福建后，造成兩起風(fēng)力發(fā)電設(shè)備事故：一起是中閩(霞浦)風(fēng)電有限公司大京風(fēng)電場(chǎng)8號(hào)風(fēng)機(jī)倒塔，23號(hào)風(fēng)機(jī)葉片折斷、地基松動(dòng);另一起是航天閩箭新能源(霞浦)有限公司閭峽風(fēng)電場(chǎng)14號(hào)風(fēng)機(jī)塔筒折斷事故。

“我沒有去現(xiàn)場(chǎng)，不能給事故原因下定論。但分析一下，可能與幾個(gè)方面因素有關(guān)：一是與機(jī)組本身設(shè)計(jì)的抗臺(tái)風(fēng)性能有關(guān)，二是與機(jī)組維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)有關(guān)，三是與事故風(fēng)場(chǎng)所處的地理位置、地形特點(diǎn)等有關(guān)。”一位風(fēng)電開發(fā)企業(yè)相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者。

據(jù)介紹，臺(tái)風(fēng)是我國(guó)東南沿海常見的災(zāi)害天氣，其影響范圍廣、平均風(fēng)速大、湍流強(qiáng)度高、風(fēng)向變化快、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)有著驚人的破壞力。通常可導(dǎo)致葉片斷裂、塔筒折斷、機(jī)艙罩傾覆等事故。

“到目前為止，風(fēng)電領(lǐng)域仍然非常缺少對(duì)臺(tái)風(fēng)原始數(shù)據(jù)的測(cè)量和積累。雖然建筑、橋梁領(lǐng)域很早開始就對(duì)臺(tái)風(fēng)進(jìn)行研究，儲(chǔ)備了一些測(cè)量的原始數(shù)據(jù)，但風(fēng)電領(lǐng)域所關(guān)心的臺(tái)風(fēng)特性與建筑、橋梁領(lǐng)域所關(guān)心的臺(tái)風(fēng)特性有很大區(qū)別，可借鑒的價(jià)值不大。” 上述資深風(fēng)電人士表示。

整機(jī)抗臺(tái)風(fēng)設(shè)計(jì)和策略各有不同

“‘瑪莉亞’風(fēng)速并不是很高，對(duì)風(fēng)場(chǎng)造成的影響有限，可以說，大部分風(fēng)電機(jī)組尚未經(jīng)歷真正的考驗(yàn)。”福建新能海上風(fēng)電研發(fā)中心的一位相關(guān)人士向記者表示。

該人士告訴記者，在福建區(qū)域使用的風(fēng)機(jī)，必須考慮抗臺(tái)風(fēng)設(shè)計(jì)。“抗臺(tái)風(fēng)的核心是部件的可靠性及設(shè)計(jì)所考慮并采用的抗臺(tái)風(fēng)策略。”

顯然，抵御臺(tái)風(fēng)沖擊，風(fēng)電機(jī)組的抗臺(tái)風(fēng)設(shè)計(jì)和性能是前提。但實(shí)際上，除了整機(jī)商自己，就連開發(fā)商和運(yùn)營(yíng)商都很難說清楚抗臺(tái)風(fēng)機(jī)組里的門道。

上海電氣風(fēng)電集團(tuán)一位技術(shù)研發(fā)專家表示，海上風(fēng)電臺(tái)風(fēng)適應(yīng)性分兩個(gè)層面。第一個(gè)層面是抗臺(tái)風(fēng)，需要考慮綜合性能。通過研究臺(tái)風(fēng)特性，保證各部件強(qiáng)度滿足臺(tái)風(fēng)機(jī)型標(biāo)準(zhǔn)。確保機(jī)組在各方位迎擊臺(tái)風(fēng)情況下，機(jī)組承載部件不會(huì)發(fā)生失效。第二個(gè)層面則是利用臺(tái)風(fēng)，最大程度提升發(fā)電量。

“抗臺(tái)風(fēng)的核心技術(shù)主要是臺(tái)風(fēng)狀態(tài)下的主動(dòng)偏航以及葉片順槳自鎖技術(shù)。” 該專家說。

上海電氣臺(tái)風(fēng)工況分析表明，機(jī)頭正面對(duì)風(fēng)比側(cè)面對(duì)風(fēng)能降低載荷30%以上。目前主流先進(jìn)控制技術(shù)均為風(fēng)輪保持對(duì)風(fēng)狀態(tài)。由于臺(tái)風(fēng)工況復(fù)雜，機(jī)組受力大，需要機(jī)組有強(qiáng)壯的偏航控制能力。同時(shí)，臺(tái)風(fēng)工況下的電網(wǎng)送電失效也需要考慮，主要解決方案是設(shè)置后備電源。

臺(tái)風(fēng)工況下葉片的順槳?jiǎng)t是保障機(jī)組安全的生命線。

“上海電氣的做法是，專門設(shè)計(jì)了一個(gè)液壓自鎖定裝置。正常狀態(tài)需要液壓的力量把鎖定銷收回，以保證葉片正常轉(zhuǎn)動(dòng);在遇到臺(tái)風(fēng)或電網(wǎng)斷電情況下，系統(tǒng)自動(dòng)釋放液壓鎖壓力，在槳葉順槳到安全位置時(shí)，可以靠彈簧的力量把鎖定銷壓入鎖定槽里。整個(gè)過程都是純機(jī)械動(dòng)作，無需電氣或液壓參與風(fēng)輪的鎖定，從而提高了葉片鎖定的可靠性。” 該專家透露。

據(jù)記者了解，目前行業(yè)內(nèi)各整機(jī)廠商的抗臺(tái)風(fēng)設(shè)計(jì)有所差異。除在部件加強(qiáng)的基礎(chǔ)上增加后備電源實(shí)時(shí)對(duì)風(fēng)外，也有廠商選擇被動(dòng)自由偏航的技術(shù)路線，保持偏航不鎖定，讓風(fēng)把機(jī)頭吹到下風(fēng)向位置。

該專家解釋說，在抗臺(tái)風(fēng)的基礎(chǔ)上，第二個(gè)層面就是臺(tái)風(fēng)利用。主要是指處于臺(tái)風(fēng)外圈的情況下，風(fēng)電機(jī)組在切出風(fēng)速25米/秒以上的風(fēng)速利用。高風(fēng)速穿越技術(shù)很好解決了這個(gè)難題。“高風(fēng)速穿越技術(shù)是當(dāng)風(fēng)速超過一定強(qiáng)度時(shí)，可以自動(dòng)降低功率發(fā)電，實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)的同時(shí)保證正常發(fā)電，最大程度利用臺(tái)風(fēng)提升發(fā)電量。”

抗臺(tái)風(fēng)不僅僅是機(jī)組的事

有整機(jī)廠商研發(fā)人員告訴記者，臺(tái)風(fēng)的湍流、突變風(fēng)向、陣風(fēng)和極端風(fēng)速等設(shè)計(jì)工況決定了風(fēng)電機(jī)組的外部載荷和運(yùn)行環(huán)境。在抗臺(tái)風(fēng)設(shè)計(jì)中，首先要考慮應(yīng)對(duì)瞬變風(fēng)向，避免整體傾覆。根據(jù)目前已有的一些事故案例分析，葉片折斷現(xiàn)象比較常見，因此需要對(duì)葉片進(jìn)行特殊的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

“機(jī)組的設(shè)計(jì)和性能固然重要，但并不能認(rèn)為，只要機(jī)組具備抗臺(tái)風(fēng)性能，就萬事大吉了。作為抵御臺(tái)風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)來說，機(jī)組僅僅是一個(gè)環(huán)節(jié)，還需要前期防范、運(yùn)維等各個(gè)環(huán)節(jié)的配合。”上述風(fēng)電資深人士提醒說。

一位風(fēng)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)企業(yè)的相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者，在臺(tái)風(fēng)來臨前，有必要制定周密的應(yīng)對(duì)方案。全面檢查防風(fēng)措施、防雷保護(hù)和排水設(shè)施，確保臺(tái)風(fēng)期間設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。針對(duì)山體滑坡、泥石流、坍塌、洪水和暴雨沖刷等關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，需細(xì)致排查生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)周邊地質(zhì)情況與隱患，檢查桿塔和風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)穩(wěn)固情況。“沒有全方位的應(yīng)對(duì)方案，再?gòu)?qiáng)大的機(jī)組也可能發(fā)揮不出應(yīng)有的性能。抗臺(tái)風(fēng)，不能只強(qiáng)調(diào)機(jī)組。”

“隨著臺(tái)風(fēng)季的來臨，各廠家對(duì)風(fēng)電機(jī)組抗臺(tái)風(fēng)能力的說明也層出不窮。但行業(yè)必須清醒地認(rèn)識(shí)到，我國(guó)海上風(fēng)電興起不久，海上風(fēng)電抗臺(tái)風(fēng)技術(shù)也都在摸索過程中。抗臺(tái)風(fēng)技術(shù)需要實(shí)踐的檢驗(yàn)，不可盲目。”上述風(fēng)電資深人士說。