风力发电机叶片姿态与雷击概率关系的模拟分析

【摘要】：本文利用闪电先导的二维随机模式对风力发电机遭受雷击的情况进行了模拟分析,研究了闪电先导与风力发电机之间的相互作用。结果表明,随着下行先导初始位置相对风力发电机水平偏移距离不断增加,雷击风力发电机概率不断减小,偏右500米时其遭受雷击概率已减少至4%。风力发电机遭受雷击部位多为叶片,且叶片姿态不同,雷击特点存在一定差异。当风力发电机1号扇叶相对竖直架彀夹角为45°时,在梯级先导作用下扇叶上产生的上行先导长度明显较长,达221米,高于均值10.3%,且此时各个扇叶间的竞争关系也较明显。由于风力发电机遭受雷击事件具有随机性,对下行先导水平偏移风力发电机不同距离且风力发电机扇叶处于不同姿态时的雷击概率进行模拟,研究分析了不同叶片姿态下的自然雷击概率,当下行梯级先导相对于风力发电机水平偏右300米以及偏左300米以内时,扇叶处于15°～45°之间所遭受的雷击概率略高但并不明显,而偏右500米时其雷击概率明显高于其他状态时的雷击概率。根据整体的随机性分析,可知当风力发电机处于15°～45°时,遭受雷击危害的概率相对较大。

【作者单位】：中国气象科学研究院
【分类号】：TM315