热带气旋对风电场运行的影响及应对措施

热带气旋（Tropica1 Cyc1one）是一种低气压天气系统。登陆或影响我国的热带气旋主要形成于北太平洋离赤道平均3～5纬度外的海面。热带气旋是一种热带天气系统，能量来自水蒸气冷却凝固时放出的潜热。热带气旋的气流受科氏力的影响而围绕着中心旋转。在北半球热带气旋沿逆时针方向旋转（图717）。从气象资料统计上，热带气旋会影响到我国沿海的所有地带，其中沿海的台湾、福建、海南、广东、广西、浙江、江苏等受其影响最大。由于受台湾岛的遮挡，热带气旋从太平洋上直接登陆福建地区并造成破坏性的不多。浙江、江苏、广东、广西、海南等地都有直接从太平洋上直接登陆记录。部分台风在这些地区造成了极大的破坏。

（一）热带气旋的分类

按照我国最新的《热带气旋等级》（GB/T 19201—2006），热带气旋转分为热带低压、热带风暴、强热带风暴、台风、强台风和超强台风六个等级，对应的风速情况见表716。

表716　热带气旋转等级与风速对应

另外，我们还可以根据表717的气压和风速的对应关系，根据天气预报对热带气旋中心气压和风速进行近似推断。

表717　热带气旋转中心气压与风速对应

（二）热带气旋对风电场运行的影响

热带气旋对风电场运行的影响有正面也有负面的。当受强度不大的热带气旋以及其外围环流影响时，是沿海风电场发电的最佳时机，也是部分沿海风电场夏季风资源的主要组成部分。但当热带气旋转强度过大，达到台风及以上级别时可能对设备造成损坏。下面重点说明热带气旋对风电场的负面影响。

1.对设备直接造成的破坏

一般情况下，未构成台风级别的热带气旋不会直接导致风电场的设备损害。但是当热带气旋强度过大达到台风级别且台风中心过于接近风电场，特别是风速超过了设备的设计风速时，风电设备损坏往往就不可避免，甚至造成大面积的损坏。自从1997年沿海一带风电场规模化开发、建设以来，台风已多次对风电场造成损失。例如，2003年9月2日登陆广东省的“杜鹃”台风造成汕尾某风电场上千万元损失；2006年8月10日的“桑美”台风造成了浙江某风电场大量设备损坏，损失超过了6000万元。

热带气旋主要对风力发电机组的外围设备，如风速仪、风向标、叶片、导流罩等风电设备造成损坏（图718、图719）。而当强台风和超强台风直接影响时，由于机组的强烈振动，还会造成偏航系统和传动系统的部件损坏（图720和图721），甚至造成倒塔。另外，风电场的输变电系统中的架空线路和风电机组升压变压器等，如设计的抗风能力不足或维护不到位也可能遭到破坏。

图718　台风造成风速风向仪损坏

图719　台风造成箱式变电站损坏

图720　台风造成刹车盘开裂

图721　台风造成叶片损坏

2.强降雨造成道路毁坏和地质灾害(www.xing528.com)

热带气旋夹带了大量的雨水，受热带气旋影响的地区往往出现狂风暴雨。如场内道路的泄洪能力不足，强大的水流可能冲毁道路，山区的风电场还容易引发山体滑坡等地质灾害。

3.高湿度造成设备绝缘不良

热带气旋影响的前后，空气的湿度极高。当热带气旋逐渐远离风电场天气转晴后，气温会迅速回升。这时在电气设备和电子元器件上极易形成凝露，会迅速降低设备的绝缘水平，导致设备发生短路故障。特别是当外系统供电中断，输变电系统失电，设备本身的加热除湿系统无法工作，导体和绝缘子、电子元器件表面会大量结露。当系统恢复供电，如不经检查而立即送电，极易造成设备短路故障。

（三）可采取的有效措施

减少和避免热带气旋给风电场带来的负面影响是一个系统工程。从设备本身安全的角度来讲，应源头上抓起，即在设备的设计、施工等环节就充分考虑热带气旋影响的对策和措施，抵御带来的不良影响。如：严格核定50年一遇极大风速，风电机组采用IEC-Ⅰ类风电机组或S级抗台设计；风电机组升压变内置或采用抗风能力强的箱式变电站；汇流线路改架空线为地埋电缆；场内配置备用电源系统确保在外系统停电时保持风电机组偏航能力；有效提高风电机组的测风设备抗风强度。

但当台风的强度确实超过了原有设计强度，损坏几乎是不可避免的。

在风电场进入生产阶段后，也可根据场内的实际情况进行针对性的技术改造，提高设备自身的抗风能力。但不管设备的原始设计如何，通过加强日常维护和管理仍可有效减少设备因热带气旋造成的损坏。

（1）在台风季节来临前，应对全场设备进行全面巡查，对场内输变电设备、风力发电机组、建筑物、道路防汛能力等的巡视检查，及时消除隐患和缺陷，确保台风来临时设备处于正常状态。

（2）应制定应对热带气旋的应急预案或防台风措施。当进入台风季节后要密切关注天气变化，当热带气旋可能影响到风电场时，密切跟踪热带气旋的路径和动向，及时启动应急预案，科学组织、合理调度、全员参加，确保各项防台措施落实到位。

（3）在台风季节来临前，重点对以下的设备进行维护，并在台风到来前进行确认检查。

1）对叶片运行情况进行检查和消缺，及时修补叶片因雷击、风沙侵蚀、老化引起的设备问题，尽可能确保机组叶片达到额定的抗风能力。

2）对风力发电机组进行全面检查，重点确保各紧固螺栓、各门窗、盖板、导流罩等牢固无异常。

3）检查架空线路绑扎线、拉线等设备牢固、无异常，风力发电机组升压站设备柜门、盖板、封堵和防雨措施等牢固无异常。

4）发生热带气旋造成风电场外系统或场内设备故障停电时，在恢复送电前，要制定严格的投入程序，宜进行分级分段投入，投入前必须对设备的绝缘进行全面检查，进行防潮处理，确认绝缘满足要求后方可投入运行。