從風(fēng)電的發(fā)展歷史看，風(fēng)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)安全性主要是從風(fēng)工程和機(jī)械工程的角度進(jìn)行考慮，因此通常的風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中對風(fēng)荷載和機(jī)械強(qiáng)度的規(guī)定較詳細(xì)，而對抗震設(shè)計(jì)則規(guī)定很少。如IEC61400-1 規(guī)定風(fēng)電機(jī)組在地震作用下的剪力從上到下為均勻分布，底部剪力計(jì)算則是假定將塔架的質(zhì)量取一半，與葉輪、機(jī)艙一起集中到塔架頂部，建立單自由度模型，然后運(yùn)用地震工程中常用的設(shè)計(jì)反應(yīng)譜來計(jì)算塔架底部的剪力。這種模型從建筑結(jié)構(gòu)抗震的觀點(diǎn)看，是不夠準(zhǔn)確的，它無法反映風(fēng)電機(jī)組各部分質(zhì)量、剛度分布對地震響應(yīng)的影響。GL Wind 2003 建議采用風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所在地的抗震規(guī)范，在當(dāng)?shù)厝狈ο鄳?yīng)規(guī)范的情況下，可以基于歐洲Eurocode 8（陸地）或者美國石油學(xué)會API（近海）進(jìn)行抗震計(jì)算。
　　如果直接采用建筑結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，原則上是可行的。在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中（如Eurocode 8），通常運(yùn)用振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)，這種方法是將結(jié)構(gòu)簡化成多質(zhì)點(diǎn)組成的“糖葫蘆串”模型，通過多模態(tài)疊加的方式計(jì)算結(jié)構(gòu)的地震力。典型的國際規(guī)范有Uniform Building Code，國內(nèi)則是《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》。但這種方法應(yīng)用到風(fēng)電機(jī)組上存在兩個問題：一是它無法考慮葉輪的分布質(zhì)量，因?yàn)樵摲椒ㄊ菍⑷~輪簡化成一個質(zhì)點(diǎn)加到機(jī)艙上；二是它不能計(jì)算葉輪旋轉(zhuǎn)時的地震響應(yīng)。

　　為解決這兩個困難，日本東京大學(xué)土木工程系風(fēng)能研究組根據(jù)日本的典型風(fēng)電機(jī)組參數(shù)，建立了包括葉片、機(jī)艙和塔架的風(fēng)電機(jī)組的有限元模型，通過數(shù)值方法計(jì)算其地震響應(yīng)。對風(fēng)電機(jī)組在靜止?fàn)顟B(tài)下，結(jié)合建筑抗震規(guī)范中的振型分解反應(yīng)譜方法和地震剪力分布概念，提出了修正后的底部剪力和剪力分布計(jì)算公式；對風(fēng)電機(jī)組在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，計(jì)算其空氣阻尼，并與結(jié)構(gòu)阻尼相加，再根據(jù)設(shè)計(jì)反應(yīng)譜求得機(jī)組的地震響應(yīng)。這些研究成果反映在《風(fēng)力發(fā)電設(shè)備支持物構(gòu)造設(shè)計(jì)指針·同解說》中。
　　原則上講，《風(fēng)力發(fā)電設(shè)備支持物構(gòu)造設(shè)計(jì)指針·同解說》已經(jīng)建立了風(fēng)電機(jī)組抗震設(shè)計(jì)的一般方法，世界各地都可以參照采用。但這一標(biāo)準(zhǔn)也存在一定的不足：一是數(shù)值計(jì)算選用的實(shí)際風(fēng)電機(jī)組原型數(shù)量有限，只有6 臺（三菱重工風(fēng)電機(jī)組），導(dǎo)致其計(jì)算結(jié)果可能僅僅適用于日本的風(fēng)電機(jī)組，而不能涵蓋歐洲、美國、中國等國家的情況；二是該標(biāo)準(zhǔn)的限定對象是塔架，未考慮葉片的抗震設(shè)計(jì)；三是在風(fēng)荷載與地震荷載的組合上，只考慮了均一風(fēng)速和地震在同一直線疊加的情況，沒有包括風(fēng)速沿葉輪高度的分布以及風(fēng)向與地震不同向的情況。雖然初步的數(shù)值計(jì)算表明，風(fēng)與地震同向是最危險(xiǎn)的工況，但由于風(fēng)電機(jī)組原型數(shù)量的不足，這一結(jié)論尚待進(jìn)一步驗(yàn)證；四是風(fēng)電機(jī)在受到地震激勵而產(chǎn)生劇烈振動，可能觸發(fā)停機(jī)操作，這一工況也未在《風(fēng)力發(fā)電設(shè)備支持物構(gòu)造設(shè)計(jì)指針·同解說》中反映。

　　3 研究建議
　　中國也是一個地震多發(fā)國家，1976年唐山大地震、2008 年汶川大地震都導(dǎo)致大量的建筑物破壞倒塌，給人民群眾帶來巨大損失。自唐山大地震后，中國的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》歷經(jīng)修訂，已經(jīng)相對完善。同時，在構(gòu)筑物如電塔、煙囪、燈塔等抗震方面，基本上襲用《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定，設(shè)計(jì)方法基本成熟。但風(fēng)電機(jī)組的抗震設(shè)計(jì)，則是個空白。中國的《風(fēng)力機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)匯編》，主要沿用IEC61400-1，指出需要考慮地震力，但缺少具體計(jì)算方法。原因主要有二：一是現(xiàn)代的風(fēng)力發(fā)電最早是從歐洲發(fā)展起來的，而歐洲是地震發(fā)生比較少的地區(qū)，地震力不是控制荷載；二是風(fēng)電機(jī)組一般是作為大型機(jī)械，主要考慮風(fēng)荷載和機(jī)械強(qiáng)度設(shè)計(jì)，對地震的關(guān)注不夠。但是如引言所述，風(fēng)電機(jī)組作為一個纖細(xì)且頭重腳輕的建筑物，其抗震性能是值得研究的。特別是中國在地震高烈度區(qū)如北京、廣東南澳等地都建立了風(fēng)電場，必須對這些地區(qū)的風(fēng)電機(jī)組作抗震安全性的審查。