「台风内部气流结构」的分析及应对建议

台风内部气流结构十分复杂，由于强大的气压差形成极大风速，又由于地转偏力形成涡旋状。由于质量守恒，有大气流入就一定有大气流出，有向下气流就一定伴随向上气流。因此形成了图7-8（左)所示的台风水平切面示意图。台风的垂直切面示意图图7-8（右)所示。台风气团分很多层，旋转流动，层数与台风大小和强度有关。每层之间都有一个相对静止层。台风的路径主要受海洋表面温度影响，而洋流复杂，海水温度有效监测困难，因此，台风路径难以准确预测。

图7-8 台风结构水平切面（左)和垂直切面（右)示意图

台风眼正面袭击过程的风速和风向变化过程如图7-9所示。台风的风眼（中心)几乎是静止的，而风眼内壁的风速是最高的。外围还有很多相对静止层，静止层两侧的风向大致相反。因此台风过境时，可能瞬时纹丝不动，然后马上又狂风乱作，加之风向的巨大改变，可能对风机造成致命的打击。

(www.xing528.com)

图7-9 台风正面袭击过程的风速（左)和风向（右)变化^[71]

台风过程极端风速、极端湍流、极端风向变化等各种极端风况可能同时出现，超出了IEC标准定义的范围。当台风来袭时，由于上下对流强烈，极端风速伴随着难以预测的极端湍流，对风力发电机的叶片和传动系统造成致命打击。因此我们会发现当台风来袭时，即使瞬时风速不是很大，比如35m/s，也可能会对风力发电机的叶片造成严重损伤。这是为什么通常把台风当作不可抗力对待的原因。

台风风险的降低主要有两个思路，一个是通过商业保险，另一个是通过维持风力发电机基本的生存电源来降低风险。如台风来袭时风力发电机能够主动偏航，始终正面迎风顺桨，则能够大大降低台风风险。因此，在台风区域修建风场，建议使用地埋电缆，并安装备用柴油发电机，以便在台风来袭电网掉电情况下，维持风力发电机的偏航能力。