台风时变桨风机损坏原因及对策研究

田鹏

（福建惠安泉惠发电有限责任公司 福建惠安 362100）

0 引言

东南沿海是台风影响较多的地区， 沿海的风力发电机组全寿命周期易受台风影响。 国内外学者对风机在极端环境下的设计方法和破坏现象有多种论述。Clausen 等［1］对台风的研究提出了相应的风机整体设计方法；Garciano 等［2-3］描述了台风对风机的多种破坏形式， 并提出了抗台风型风机的设计要求；Larsen 等［4］通过对4 种极端风况建模、仿真、分析，提出了风机在极限工况下的设计方法。 以上研究侧重于风机的设计，对于批量风机在台风工况失去外部电源的应用鲜有论述。

本文以广东东部沿海某山地风电场为背景， 针对2 MW水平轴上风向变桨风机偏航系统、变桨系统、叶片等在台风中批量受损坏的现象， 依据该机型设计标准， 拟定极端风速模型，综合动态失速和动态入流等气弹响应问题，基于Beddoes-Leishman 计算模型分析极端风速工况下不同来流方向的载荷变化， 研究批量化应用风机在最简化更改控制逻辑和最少化更新硬件设备的前提下应对台风的策略。

1 背景风场风机损坏概况

1.1 背景风场风机的基本状态

台风影响时背景风场风机的基本状态如图1 所示。

1.2 背景风场风机主要受损现象

工作于台风中的顺桨风机， 若机舱位置迟滞于相对风向角度较大即大攻角状态，叶片气动阻尼递减，翼形易失速；展向扭矩在损坏风机变桨系统的同时，加剧叶片颤振，进而导致叶片破损断裂；偏航系统（偏航电机、偏航齿等）受交变偏航载荷作用受损；……