近日，在2024北京国际风能大会创新剧场中，明阳智能和行业、社会分享了针对多场景的创新解决方案。其中，抗台风技术吸引了众多行业专家、媒体、观众关注。
2024年9月超强台风“摩羯”袭击海南、广东等地，明阳超1700多台风机直面狂风暴雨与惊涛骇浪，经受住了超强台风的考验，展现出卓越的抗台风性能，无愧“抗台风专家”称号。
“台”上十分钟，“台”下十年功，这项真本领是如何炼成的？基于 2600多台明阳抗台风机组在强台风海域正常运行的经验优势，通过配备的高精度传感装置长期在线监测，建立海量实测数据库，并通过先进的预测模型、科学的设计体系、精准的抗台风策略以及精细化的抗台风管理，明阳风机从诞生之时就被植入了抗台风“基因”，不仅降低了台风所带来的不确定性，也增加了机组设计的确定性，更提升了整个风场的发电能力，将一次次台风“转危为机”。
基于大数据驱动的精准台风预测模型
台风预测的强时效性和高准确度，是抗台风型风机拥有卓越抗台风能力的先决条件之一。明阳自主研发基于内嵌物理知识神经网络（PINN）技术，将大气运动的物理法则与神经网络模型相结合，形成台风期间大气运动的高精度动力模型。
台风“摩羯”过境期间，明阳台风预警系统实时预测台风路径和强度变化，提供已运行机组风、浪、流等环境参数，为机组安全运行保驾护航。
台风“摩羯”极端风速预测
科学可靠的机组系统设计
基于明阳30款机型、40次台风、100个风场的测试数据修正，针对台风过境风场的全过程，形成全耦合高精度多体动力学仿真分析平台，不断优化抗台风型风机的结构性能，为机组设计提供精准输入，准确模拟每个阶段中风机载荷与动力学响应，提高结构安全性与抗台风能力。
同时，依托明阳自主开发的Matrix平台，叶片采用高度集成化、智慧化与精细化设计，降低叶片载荷。机舱罩、整流罩及相关支架采用基于流、固耦合的设计分析方法，确保方案的合理性与稳定性。同时，机组采用多重冗余后备电源润滑系统、柴发后备电源抗台风系统，测风系统融合技术、大偏航系统以及双驱变桨系统满足各类极端工况冗余设计。
基于测试修正的多学科系统仿真平台
系统精准的抗台风控制策略
明阳自主研发的台风风险识别系统内含完备的沿海风电场数据库，基于海量的数据训练台风的大模型，能够细化到风电场的每一台机组，针对性进行加固或对风停机，减小台风期间最大极限载荷，提升机组抗台风效果。同时基于台风尾流的场群抗台风控制策略，结合抗台风预测与整场机位分布，规避场内危险机位的发生，提高场群级抗台风可靠性。
在台风期间电网未失电时，风机添加抗台风控制策略模块，通电时主动偏航，风轮追踪主风向对风等相关策略使整机尽量处于最小载荷状态。在台风造成电网失电时，明阳定制化开发抗台风后备电源系统。风机还搭设一台高性能、大容量柴发，在电网失电时，后备电源系统自动启动，支撑风电机组的偏航及监控供电。
该系统集成了北斗卫星通信和导航系统，即使风场突然失电也可通过北斗通信系统给每一台风机下发柴发启动指令和主机动作指令，实时监控风机的状态，既能保障风机监控系统的正常运行及自身维护又能确保风机在面临台风时实时偏航正面对风。基于以上设计，可确保风机安全，顺利度过台风期。
台风“摩羯”冲击下，明阳阳江青洲四项目机组在机组网侧电网失电状态下，2分钟内通过北斗卫星通信系统远程启动柴发后备电源，得益于集成先进的抗台风策略及管理机制，全场机组状态平稳，全程追踪风向变化且对风偏差在6°以内，空转转速，机舱振动等关键指标远小于极限设计标准。
现场风向跟踪控制与风向偏差
风速、机舱振动幅度与转速变化时序
针对台风风资源特点，在保证机组安全运行的情况下，采用暴风算法充分利用台风全生命周期能量。基于机舱风速，采用机器学习预测算法预测超短期风速变化，并结合机组叶轮面的等效估计风速，准确预测当前的风能属性。在此基础上，利用输入的有效风速，在可承受的载荷包络内计算最优的设定功率和设定转速点进行发电，从而更多时间更优地利用台风风能，充分产生发电效益。
精细化抗台风管理工作机制及应急预案
明阳针对每年台风季节来临前、台风形成后及台风过境后等不同台风阶段制订相应的抗台风策略及方案。台风季节来临前的安全检查及台风模式测试，全方位地做好了各项应急准备工作，做到未雨绸缪，台风形成后成立抗台风应急小组，按抗台风工作机制形成“小时工作制”分工落实，保证台风期间风场机组的安全，台风过境后机组迅速恢复正常运行，充分利用台风，增加发电量。例如刚经历台风“洗礼”的湛江徐闻风场，明阳阳江青洲四风场以及奉贤风场，台风期间发电量较台风前一个月平均每天发电量分别增加约1倍、1.5倍、2倍。
针对已吊装未运行机组、到场未吊装设备也设计了有效可靠的抗台风应对策略和管理流程，“摩羯”过境时，在离台风登陆地文昌仅15公里左右的临高县，明阳彼时刚完成吊装的全球海上最大风机MySE18.X-20MW机组”安然无恙”。位于广东阳江海域的全球最大漂浮式风机“明阳天成号”也直面了台风的考验。
“坚若磐石”，风电抗台风的最佳实践：
“明阳天成号”在台风“摩羯”的10级-12级风圈覆盖范围内直面考验，明阳智慧能源大数据应用系统实时监测记录“明阳天成号”机组数据，数据显示，机舱风速最大超过41.5/s，声学测波仪记录的有义波高达到6.5米，最大波高达到9.8米，机舱倾角变化在0-3度左右，漂浮式风机整体表现出良好的稳性设计性能和抗台风性能。
视频监控传回画面
“明阳天成号”最小系统实时风速监测数据
台风“摩羯”过境后，针对明阳智慧能源大数据应用系统记录的明阳天成号在“摩羯”过境期间实时监测数据与台风前模拟仿真数据进行了对比分析，整机载荷均小于设计值；时域方面，浮体运动响应幅值与实测数据一致性高，上、下风向浮筒吃水值高度吻合；频域方面，整机运动响应周期与实测值均无明显特征周期，整机系统无异常共振点；台风前、后平台姿态及吃水无明显变化，机组的压载系统运行平稳；锚系方面计算结果显示系泊系统结构安全。
明阳阳江青州四海上风场“转危为机”
明阳阳江青州四海上风场所在地处于台风“摩羯”过境路线之上，该项目总装机容量500MW，采43台明阳风机都成功抵御了超强台风的冲击，表现出了优异的抗台风性能。据统计，台风期间发电量为418万千瓦时/天（4179913），较台风前一个月平均每天发电量170万千瓦时，增加近1.5倍发电量。9月5日0时至9月7日9时发电量超1088万千瓦时。
湛江徐闻北海上风电场“挑战极限”
在距离海南更近的广东湛江，徐闻北海上风电场47台明阳抗台风海上风电机组（MySE6.45-180），直面最大瞬时风速达到76m/s。同时，通过优先的台风预测模型、台风管理模式以及暴风算法控制技术，充分利用台风，期间发电量为97万千瓦时/天，较台风前一个月平均每天发电量52万千瓦时，增加近一倍发电量。
上海奉贤风电场“顺势而为”
在上海，奉贤风场的16台明阳MySE6.45-180机组1成功抵御了超清台风“贝碧嘉”的冲击，经机组风速仪测得最大风速达57.4m/s。据统计台风期间发电量为136万千瓦时/天，较台风前一个月平均每天发电量46万千瓦时，增加近2倍发电量。
抗台风十七载，明阳智能现已自主攻克多项台风区海上风电的世界级难题，并实现全球抗台风风电技术引领，成为行业内掌握台风风场实际运行数据最多的企业，也是抗台风风机中的“第一品牌”。截至目前，已有超过2600台明阳风机在台风区域运行，这些风机先后经历了数十场不同等级的台风，最大台风等级达到18级。
来源：明阳集团
