2.4 突變風(fēng)向

風(fēng)電機(jī)組中偏航系統(tǒng)也稱對(duì)風(fēng)裝置（系統(tǒng)），當(dāng)風(fēng)矢量發(fā)生變化時(shí)，能夠快速平穩(wěn)地對(duì)準(zhǔn)風(fēng)向，一方面保障獲取最大的風(fēng)能，另一方面在強(qiáng)風(fēng)情況下盡可能降低作用在風(fēng)電機(jī)組上的強(qiáng)風(fēng)荷載。其中測(cè)風(fēng)裝置、偏航驅(qū)動(dòng)、偏航制動(dòng)、解纜裝置是偏航系統(tǒng)關(guān)鍵功能模塊，在正常運(yùn)行風(fēng)況條件下保障平穩(wěn)運(yùn)行。

臺(tái)風(fēng)是一包括臺(tái)風(fēng)眼、眼壁強(qiáng)風(fēng)區(qū)、外圍大風(fēng)區(qū)結(jié)構(gòu)的氣旋結(jié)構(gòu)，是一種環(huán)狀風(fēng)場(chǎng)，不同于季候風(fēng)帶狀結(jié)構(gòu)。臺(tái)風(fēng)在背景氣壓環(huán)流場(chǎng)的作用誘導(dǎo)下，以一定的速度西行、西北行或西北轉(zhuǎn)東北行等，移動(dòng)速度約20～30km/h，臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度、半徑大小、成熟度等均不一致。臺(tái)風(fēng)過境風(fēng)電場(chǎng)時(shí)風(fēng)向短時(shí)間內(nèi)快速變化的特征，對(duì)風(fēng)電機(jī)組偏航系統(tǒng)是否能夠及時(shí)偏航以減輕整體荷載，乃至風(fēng)電機(jī)組能否實(shí)現(xiàn)臺(tái)風(fēng)安全過渡是一種嚴(yán)峻的考驗(yàn)，因此有必要了解臺(tái)風(fēng)不同方位區(qū)間內(nèi)風(fēng)向快速變化規(guī)律。

2.4.1 臺(tái)風(fēng)路徑右側(cè)風(fēng)向變化

風(fēng)電場(chǎng)位于臺(tái)風(fēng)中心移動(dòng)路徑的右側(cè)，風(fēng)電場(chǎng)先后遭遇臺(tái)風(fēng)前部的最大風(fēng)速區(qū)、臺(tái)風(fēng)眼、臺(tái)風(fēng)后部的最大風(fēng)速區(qū)，測(cè)站風(fēng)速呈雙峰型、風(fēng)向呈順時(shí)針變化，即N→NE→E→SE→S→SW。如1999年9月16日的9910號(hào)強(qiáng)熱帶風(fēng)暴“約克”過境時(shí)的情況，如圖2-12所示；再如2014年的1409號(hào)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“威馬遜”測(cè)得的臺(tái)風(fēng)過境最大風(fēng)速、極大風(fēng)速和風(fēng)向變化特征，如圖2-13所示。

圖2-13 風(fēng)電場(chǎng)位于臺(tái)風(fēng)中心移動(dòng)路徑的右側(cè)風(fēng)向風(fēng)速變化（1409號(hào)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“威馬遜”）

風(fēng)電場(chǎng)位于臺(tái)風(fēng)路徑的右側(cè)情況下，臺(tái)風(fēng)經(jīng)過風(fēng)電場(chǎng)時(shí)，風(fēng)向發(fā)生快速連續(xù)變化，該風(fēng)電場(chǎng)臺(tái)風(fēng)轉(zhuǎn)向歷時(shí)統(tǒng)計(jì)情況，見表2-2。極大風(fēng)速和強(qiáng)湍流特征，對(duì)風(fēng)電機(jī)組能否相應(yīng)偏航以降低機(jī)組的荷載提出了巨大挑戰(zhàn)。

表2-2 臺(tái)風(fēng)轉(zhuǎn)向歷時(shí)統(tǒng)計(jì)表 單位：h

① 最大風(fēng)速對(duì)應(yīng)時(shí)段。

圖2-12 風(fēng)電場(chǎng)位于臺(tái)風(fēng)中心移動(dòng)路徑的右側(cè)風(fēng)向風(fēng)速變化（9910號(hào)強(qiáng)熱帶風(fēng)暴“約克”）

2.4.2 臺(tái)風(fēng)路徑左側(cè)風(fēng)向變化

風(fēng)電場(chǎng)位于臺(tái)風(fēng)中心移動(dòng)路徑的左側(cè)，風(fēng)電場(chǎng)先后遭遇臺(tái)風(fēng)前部的最大風(fēng)速區(qū)、臺(tái)風(fēng)眼、臺(tái)風(fēng)后部的最大風(fēng)速區(qū)，測(cè)站的風(fēng)速呈雙峰型、風(fēng)向呈逆時(shí)針變化，即NE→N→NW→W→WSW。2008年8月22日0812號(hào)臺(tái)風(fēng)“鸚鵡”時(shí)在8月22日的風(fēng)向變化，如圖2-14所示。

圖2-14 風(fēng)電場(chǎng)位于臺(tái)風(fēng)中心移動(dòng)路徑的左側(cè)風(fēng)向風(fēng)速變化