华南沿海海上风电的台风大风风险评估研究

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全球气候变暖问题日益严峻,全社会髙度关注可再生能源的开发和利用。中国能源领域积极优化调整能源结构,持续推进绿色、低碳发展,海上风电作为典型的可再生能源领域项目具有广阔发展前景。我国海上风电快速发展,海上风电作为高成本、高风险的产业,针对其的风险评估越来越受到项目投资者的重视。我国华南沿海地区风资源丰富,但该海域台风活动频繁,海上风电场还面临台风大风的威胁。台风大风可使风电机组损坏甚至坍塌,即使采用了最先进的风电机组设计,但海上风电机组遭遇台风大风时仍较为脆弱。为保障华南沿海海上风电工程的安全运行,亟需对该区域海上风电场面临的台风大风的致灾风险进行科学评估。本文针对华南沿海的海上风电,开展台风大风风险评估研究。这不仅在理论方面可加深对台风致灾机理及风险的科学认识,还可在实践中为海上风电场风险管理提供科学参考,提高海上风电场应对台风灾害的能力,有效促进清洁能源健康发展。研究首先利用中国海上风电行业报告及相关文献,分析海上风电场这一承灾体的承灾特性,包括风电机组、装机容量、离岸距离、建设面积等。选用中国气象局(CMA)发布的1979—2020年和联合台风警报中心(JTWC)发布的2001年—2020年热带气旋最佳路径资料,统计分析华南沿海区域台风活动的时空分布特征,台风大风的强度分布特征及台风大风范围分布特征。并进一步对台风大风致灾因子危险性和海上风电场承灾体特性进行分析,构建海上风电场台风大风的风险评估模型,对华南沿海海上风电场面临的台风大风风险进行区划。最后基于上述风险评估结果,对海上风电场的台风大风风险管理提出针对性建议。研究结果表明,华南沿海风电开发过程中,风电场装机容量集中于200—500MW,目前场址离岸距离在10—55km范围内,工程建设面积多在20~60km~2;每年进入华南沿海的台风有7.4个,月际上集中分布于6—10月;华南沿海台风出现频次及强度由东向西,由南向北,由沿海向内陆减少;华南沿海台风2分钟平均近中心最大风速的平均值为22.7m/s;历史最大风速由海洋向陆地显著减小;台风最大风速半径高值主要分布于海南岛沿岸及其东侧海域、雷州半岛东侧海域;基于承灾体特性和致灾因子危险性构建的风险评估模型可较为科学地定量评估海上风电机组面临的台风大风风险。华南沿海区域,海上风电场台风大风风险较高的区域主要位于雷州半岛东部远海区域,而在广东省中东部近海海域,其面临的台风大风风险较低。基于上述致灾机理及风险评估结果,对保险公司及海上风电利益相关方的风险管理方案提出建议。
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