明阳智慧能源张弛：从“抵御”到“利用”——明阳抗台风机的实际表现

2020年10月14日-16日，2020北京国际风能大会暨展览会（CWP 2020）在北京新国展隆重召开。作为全球风电行业年度最大的盛会之一，这场由百余名演讲嘉宾和数千名国内外参会代表共同参与的风能盛会，再次登陆北京，本届大会以“引领绿色复苏，构筑更好未来”为主题，聚焦中国能源革命的未来。能见App全程直播本次大会。

在15日上午召开的风电运维后市场专题分论坛上。明阳智慧能源集团股份公司海上方案设计工程师张弛作为代表发言。

以下为发言实录：

张弛：我的演讲主题是从抵御到利用，明阳抗台风机的实际表现。

本次演讲分四个部分。第一，进行台风的介绍，介绍台风的形成和空间结构。第二，抗台风机的策略介绍。第三，分析所采用的后评估方法介绍。第四，在役抗台风实际的情况。

首先进行台风的介绍，台风是属于热带气旋的一种，这是一个示意图，右边这是北半球和南半球的台风，可以看到北半球台风呈现一个逆时针涡旋的形状，南半球是顺时针的涡旋，台风空间结构分为垂直结构和水平结构，从下面这两个图可以看到，影响风电场一个结构主要是水平结构，它从内到外台风眼，台风本体以及台风外围的大风区，影响我们风电场主要的区域是外围的大风区，可以给我们风电场带来非常好的经济效益。

台风作为全球一个发生最频繁以及影响最大的一个自然灾害之一，我们统计了近30年台风风暴的路径图，可以看到台风频率非常高的，我们对登陆我国的台风进行一个统计，右边这张图是台风一个中心风速大于32米每秒的台风，广义来讲这是比较大的台风，登陆我国的台风主要集中在广东、福建、浙江以及海南等省份。我们根据海上测风塔的测风数据，对于台风期间风资源信息进行了分析，主要关注三点，风速，风向，以及湍流，可以看到台风期间它的一个风向变化特征，短时间内有一个非常大风向的变化，右下角这幅图就是一个湍流强度的图，在风速较大的区间，有一个上撬趋势的，导致这点主要原因台风期间海平面粗糙度增加所导致的，风向以及湍流在台风期间的变化，对机组的载荷以及偏航都是非常大的挑战。

综合这些年来台风对风机破坏情况来看，台风对风机破坏是非常大的，台风对风机的破坏是一系列的极端条件下叠加之后的综合效应，从最开始的风机设计到制造，每一个环节的失误都可能会导致一个风场的故障，我们需要一个真正抗台风的风机去应对台风。

我们针对海上环境的特点，定制设计了开发智能化海上抗台风型风力发电机组。主要分为三个部分，第一，抗台控制策略，增加了一个抗台风的控制模块，在风机控制系统中增加了一个台风运行的模式，可以保证风机在台风期间能够快速恢复生产。第二，我们为了应对台风影响，准备了多种抗台的方案，包括后备电源主动偏航、被动自由偏航等等。第三，对于风机关键部位进行局部加强，抵抗台风的影响，另外我们采用了一个超紧凑的设计，使主机面积体积大幅度降低，迎风面大大降低。

抗台风机在实际表现情况的所采用后评估的方法。为什么要做后评估，有以下几点，首先，验证一个区域的风况，增加对真实的风况的认知，以及对尾流湍流模型的修正。其次，检验机组的性能，根据后评估判断抗台风机在台风期间一个表现情况以及一个发电能力。以及，评估项目折减，可以减少项目设计阶段折减评估的不确定性，最后，支撑项目决策，提升项目投资效益和管理水平，这是后评估的完整流程图。风资源的后评估的流程，包括数据收集，数据筛选处理，还有NTF函数计算等等这些，我们这里主要关注的是极端风况下的机组表现情况。

接下来通过一个真实案例来观察机组在台风期间一个表现情况。我们根据广东某海上风场机组运行期间的数据来进行分析，一共有7场台风，今年有3场，右下角这幅图就是我们选取台风影响时间的示意图，我们根据风速情况去判断台风对风场的影响时间，这是风场的位置以及台风的路径。

海高斯这场台风，正面经过了风场，非常具有代表性，临近风场时台风的一个中心风速达到了35米每秒，影响时间有25个小时，这是我们统计的一个数据图，从上往下是功率，也就是发电量、中间是风速，下面是风向，我们把台风期间这部分给它单独拿出来看，可以看到在台风接近时最大风速达到了47.76米，台风经过期间平均风速达到了13.92米，从箭头部分看，风速达到切出风速后，机组进入台风模式，当风速再次回到切出风速的时候，机组再进行发电，可以很直观看出来，这部分发电量是非常可观的。我们对夏季一般时间段进行一个对比，在台风影响的25小时内，整场满发小时数达到14.2小时，较夏季一般时段提高了125.4%。

2019年韦帕台风，距离项目位置比较远，有315公里，但是它对风场影响还是非常大的，从右边SCADA数据图可以看到，台风接近期间最大风速达到了23.1米每秒，台风经过期间平均风速达到10.28米每秒，台风影响了131个小时，整场满发小时数达到了85.3小时，较夏季提高了160.9%。我们还对其他5场台风进行了分析，在台风来临期间风速都是有一个明显的增加，随之带来的就是一个非常高的发电量。

明阳智能的抗台风机在运行期间遭遇了山竹、海高斯等超强台风正面经过，无倒塔，叶片损坏情况，展现出了极高的可靠性，从台风期间整场发电量对比夏季一般时间段增加了33.5至212.3%，具备良好抗台性能一个明阳分机可以大大增加发电量。

总结一下，第一点，台风对海上风场影响是非常大的，对于海上风电，台风是无法避免的问题，尤其在我国一些台风比较频繁的一些省份，机组抗台工作显得尤为重要。第二点，基于我们对机组的加强设计、先进的抗台方案，以及对台风的规范化的控制策略，采用明阳抗台风机的风场，避免了客户利益的损失。第三点，根据广东某海上风场并网至今的实际表现分析，明阳抗台风机在抵御台风的同时，利用台风带来的丰富风能，可以大大增加发电量。我的演讲就到这里，谢谢大家。

（根据速记整理，未经本人审核）