风力发电机组环境条件及安全性分析

除风况之外，其他环境（气候）条件如热、光、腐蚀、机械、电或其他物理作用，都会影响风力发电机组的安全性和整体性能。而且，综合的气候因素更会加剧这种影响。至少还应考虑下列环境条件，并且在设计文件中说明其影响：温度，湿度，空气密度，阳光辐射，雨、冰雹、雪和冰，化学活性物质，机械作用微粒，雷电，地震和盐雾。近海环境需要考虑附加特殊条件。

应根据典型值或气候条件变化范围，确定设计用的气候条件参数。选择设计值时，应考虑几种气候条件同时出现的可能性。一年一遇所对应的正常范围内气候条件的变化不应影响所设计的风力发电机组的正常运行。除非存在着相关性，下面所提到的“其他极端环境条件”应和前文的“正常风况”结合起来考虑。

1.其他正常环境条件

应考虑下列其他正常环境条件参数：机组正常运行环境温度范围-10～+40℃（位于北方的机组，低温为-20℃）；相对湿度不大于95％；大气成分相当于无污染的内陆大气（见IEC 60721-2-1）；阳光辐射强度1000W/m²；空气密度1.225kg/m³。

当由设计者规定附加外部条件参数时，应在设计文件中说明。

2.其他极端环境条件

风力发电机组设计应考虑的其他极端环境条件有温度、雷电、结冰和地震。(www.xing528.com)

（1）温度 风力机必须在一定的温度范围内运行，不同的结构，不同的材料所对应的正常运行温度范围是不同的。对于标准等级的风力发电机组，极端温度范围至少应是-20～+50℃（位于北方的机组，低温为-30℃）。注意，沿海气候的极限温度并不与强风同时发生。

（2）雷电 当雷电击中风力发电机组时，电流必须传导到地面上，电流实际上会通过或绕过所有组件，使它们可能会受到损坏。对于标准等级的风力发电机组，应贯彻相关标准要求的雷电防护措施。

（3）结冰 风力发电机组暴露的外表面，都可能形成30mm厚的冰，冰的密度为700kg/m³。在风轮停止运行的情况下，应考虑风轮叶片在所有的侧面上结冰。在风轮旋转的情况下，也应考虑风轮叶片在所有的侧面上结冰以及除一个叶片外所有叶片的侧面上结冰。

对于海上风力发电机组，海水也可能会结冰，基础就有可能承受冰载荷。在确定冰载荷的幅值和方向时，应该考虑冰的性质、机械性能、冰结构接触面积、结构的形状、冰运动的方向等。由于浮动冰块的生长和破裂，还应该考虑冰载荷的波动特性。

冰载荷不仅由于冰块的横向运动引起，冰块重量引起的载荷以及冰块融化甩出可能造成的冲击载荷，也应该被考虑。在确定风载荷和波浪载荷时，还要考虑结冰引起的面积的增加。

（4）地震 如果风力发电机组被认为会受到可能的地震影响，那么就要对该区域和当地的地质情况进行评估，以确定相对于地质缺陷的位置、震中和焦点的距离、能量释放机理以及能量衰减特征。处于地震多发区的风力发电机组，必须设计为能够承受地震载荷，可以使用以所谓的准响应谱（Pseudo response spectra）表示的响应谱。