考虑台风时空变异性的15 MW海上风电机组来流风速场研究

已有针对大型海上风电机组的抗台风安全研究较少考虑对同一机组台风过境全过程的影响和同一时刻海上风电场不同机组的影响。然而,实际上台风具有显著的时空变异特征,随着海上风电机组日益朝着高大化趋势发展,有必要重新审视台风时空变异性对大型海上风电机组结构安全性的影响。以未来主流大型海上风电机组(15 MW海上风电机组)和主流海上风电场规模为研究对象,基于气象实测数据和台风多阶段风速场数据驱动模型获取了台风“威马逊”(1409)的台风致风速场时空变异特征,并反演了台风“威马逊”影响下同一时刻不同机组和同一机组不同时刻的15 MW海上风电机组的来流风速场,并开展了相应的极值对比分析。研究结果表明,台风时空变异性对海上风电机组的来流风速场影响显著,将导致同一风电场内的不同机组来流风速可能存在量级差异,也意味着相同设计标准下的风电机组在同一台风影响下会存在截然不同的结构安全表现。通过对台风时空变异特征及其引起的来流风速场进行研究,阐明了这些因素对大型海上风电机组结构抗台风安全性影响的重要性,可为面向我国海域的大型海上风电机组安全设计提供参考依据。