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SWISS RE：在多风暴海域开发风电场（14页）.pdf

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SWISS RE：在多风暴海域开发风电场（14页）.pdf

1、风险地区位于何处在持续强风的地区开发风电最具潜力。也就是说，风电场应建造在符合条件的地区。例如，根据气象数据，风电企业在美国大平原建起了电站。海洋也是具备充沛和持续风力的地区之一。由于水的摩擦力较小，海风流动稳定。此外，许多海上地点靠近电力需求旺盛的地区 世界上增长快速的沿海城市中心。因此，在全球各地，海上风电场的建设方兴未艾，而且这一建造热潮预计将持续下去。预期增长中的很大一部分将来自于海上风电站。但海风并不总是那样无害。欧洲会发生冬季风暴，大西洋会发生飓风，太平洋会发生台风，地中海会发生密史脱拉风(Mistral)那样的沿海强风。当前的风险评估模型能够计算此类风暴的强度和发生频率。越来越多

2、的高风险地区正在建设风电场，遭遇风暴的风险也在上升。目前，风暴带来的问题是峰值阵风可能损坏风电机组或使其倒塌。过去未发生大规模破坏的原因是，风电是一个新兴行业，位于风暴经过地区的风电资产极少。1991年，Elkraft(现改名为DONG Energy)在丹麦的Vindeby建造了首座海上风电站。该电站包含转子直径35米的11台西门子(先前的Bonus)450千瓦发电机，总装机容量为4.95兆瓦。该项目距离海岸2千米，入水深度2至4米，目前仍在运营中。此后24年，该行业取得长足发展;如今，5兆瓦单台机组的发电量相当于过去11台机组的总和。事实上，多次风暴会给风电站带来严重损失。例如，2015年的

3、超级台风苏迪罗(Soudelor)造成台湾一座风电场的风电机组倒塌。5 2013年，超级台风“天兔”对中国广东省沿海的风电机组造成直接损坏。6正如上述事例显示，海上风电场即使使用了最先进的设计，面对极大风速时仍很脆弱。那么面对峰值阵风时会怎样?大多数风电机组的设计能够经受最高为70米/秒左右的峰值阵风。我们利用工程模拟模型进行了建模，证实如果所有安全机制正常工作，情况确实如此。显然，极端风暴中的峰值阵风能轻易超过当前风电机组的设计极值，造成破坏，并最终导致整台机组倒塌。有记录的峰值阵风风速最高达到过408km/h。7对风电站故障的评估显示，叶片和结构性损坏是主要问题。但经验显示，即如果安全机制

4、未正常工作或不充分工作，在风速较低时也会引发一些问题。尼加拉瓜的一个例子说明，虽然安装了后备电力系统，但该系统在停电时却未正常工作，无法防止转子超速，结果造成一台机组崩塌，另外两台严重受损。8由于强风暴发生时，海上设备很可能断电，所以上述情景极有可能在未来重演。即使偏转系统等安全系统有电力供应，也需要正确的数据才能正常工作。通常安装于机舱的风向标必须位置正确，工作正常。否则，安全系统将没有必需的数据来支持其运转。目前风电场的设计寿命是20年，从投资角度来看，它们相比火力发电要更脆弱，因为火力发电的寿命更长。而风机的高速发展带来了更大功率的输出与直径更惊人的叶片，这也意味着会有系统性的未知风险，可能会对行业造成很大影响。

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