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去“月球表面”,追风!

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去“月球表面”,追风!

去“月球表面”,追风!

位于青藏高原(qīngzànggāoyuán)柴达木盆地

因为(yīnwèi)高海拔和纯净的环境,

而被称为“追星”圣地(shèngdì),

便(biàn)成为了一道亮丽的风景线,

吸引无数(wúshù)游客前来感受

“手可摘星辰”的(de)壮观景象。

冷湖俄博梁雅丹星空呈现出(chéngxiànchū)的银河拱门

而就在这片绝美的(měide)星空之下,

坐落着(zhe)国高海拔地区

单机容量最大的风电场(fēngdiànchǎng)

它有一个充满诗意(shīyì)的名字——

这片辽阔荒凉(huāngliáng)的大地,

也酷似“月球表面(biǎomiàn)”。

国家能源集团青海探月风电场全景(quánjǐng)

“高海拔地区(dìqū)”“风电”的组合,

近年来频频进入公众(gōngzhòng)视野,

成为能源领域的新焦点(jiāodiǎn)。

这些“手可摘星辰”之地(zhīdì),

自然环境往往异常(yìcháng)严酷——

低氧、大风、严寒、复杂地形(dìxíng)

为什么风电场要选择建在(zài)

环境恶劣的高(gāo)海拔地区?

又(yòu)蕴含着哪些“探月”般

不畏艰险(bùwèijiānxiǎn)、攻坚克难的艰苦探索?

很多人首先想到的都是青藏高原(qīngzànggāoyuán)。

这里的山脉多呈东西走向(zǒuxiàng),

地面海拔高程伴随纬度(wěidù)的升高

更加(gèngjiā)助长了西风的强度和频次。

青藏高原有着丰富(fēngfù)的风能资源

风能资源在7米/秒以上的区域(qūyù)

约占全区面积(miànjī)30%,

主要分布于海拔4800米以上(yǐshàng)的高海拔地区,

风能可开发量约1.8亿千瓦(yìqiānwǎ),

是风力发电的天然(tiānrán)主场。

世界在役海拔最高风电场(fēngdiànchǎng)——位于西藏昌都的大唐八宿风电场

在高海拔(hǎibá)地区发展风电,

还能为当地能源结构(jiégòu)起到积极作用

西藏能源结构以(yǐ)水电和光伏为主,

二者(èrzhě)的开发利用比较成熟。

无论是水力发电还是光伏(guāngfú)发电,

均存在一定周期性(zhōuqīxìng)——

水电夏季(xiàjì)充沛但冬季紧缺;

而光伏发电则白天丰盈(fēngyíng)夜里无法发电。

全国新能源占比最高的省份(shěngfèn)青海,

“昼强夜弱”的特性同样(tóngyàng)存在。

中广核青海(qīnghǎi)冷湖广竣50万千瓦风电项目

而不受日照影响、往往冬季发电量(fādiànliàng)大的

则可以在光伏和水电的(de)低谷期

持续产出充足、清洁的(de)电力资源,

实现可再生能源(zàishēngnéngyuán)的最大化利用。

海拔越高,空气越稀薄(xībó)。

因此与平原地区(dìqū)同等风速条件相比,

高海拔(hǎibá)地区风机转速更慢,

“风大,但带不动(bùdòng)。”

高原地区风速变化(biànhuà)快

中午却刮起(guāqǐ)超强大风,

剧烈变化的风速导致风机功率波动较大(jiàodà)。

而气压低的高海拔地区(dìqū)散热条件差

在极端天气时(shí)还会下冰雹、被雷劈。

以及(yǐjí)设备性能提出更高要求,

高海拔(hǎibá)地区高寒、缺氧、大风的环境,

也(yě)给风电场的建设与运维出了难题。

中央企业给出了一些(yīxiē)作答参考↓↓↓

中国三峡集团措美哲古风电场(fēngdiànchǎng)

中(zhōng)国(zhōngguó)三峡集团措美哲古(zhégǔ)风电场建设在海拔5000米至5200米之间,总装机72.6兆瓦。针对(zhēnduì)(zhēnduì)高海拔“有气无力”问题,机组(jīzǔ)选择(xuǎnzé)了叶片长度更长的(de)风机产品,加大(jiādà)机组扫风面积,增强捕风能力。机组叶轮直径较其他地区(dìqū)的同等功率机组增加了20米左右,使其扫风面积增加了近30%。


针对高海拔地区恶劣的气候环境,在风机叶片研发过程中,项目团队在叶片表面采用高耐候性、高耐磨性、高弹性的胶衣及面漆涂层,以延缓叶片老化。针对西藏空气密度较低这一特点,项目团队优化了叶片的气动外形设计,提高了叶片对气流的适应性(shìyìngxìng),从而稳定了机组的功率输出。


高海拔地区的风机寿命一般要比平原风机的寿命短。但是,由于采取了一系列独特设计,措美哲古风电场的高原风机寿命已经达到和平原风机同等的水平

中核萨迦(sàjiā)30万千瓦风光储一体化项目

2024年11月,中核萨迦30万千瓦风光(fēngguāng)储一体化项目(xiàngmù)全容量并网成功,其中风电场区最高海拔为5194米,是(shì)目前全球超高海拔区域单体容量最大的风电项目


针对超高海拔风力资源特性,项目采用了可(kě)以根据风速自动调整叶片角度和转速的智能机型。同时选择(xuǎnzé)叶片长度更长的风机产品,加大机组(jīzǔ)扫风面积,增强捕风能力。在正常运行下,单个风机叶片每转动(zhuàndòng)1小时可产生电量5000度,满足4个普通家庭的一年用电需求。

建设中的华电(huádiàn)西藏山南琼结60MW风电项目

华电西藏山南(shānnán)琼结60MW风电项目平均海拔5000米以上,其中最高的3号风机海拔达到5370米,刷新了全球风电在建项目海拔最高纪录。


风机基础的浇筑质量是风电场建设的基石。而在高寒、缺氧、大风的高海拔地区,混凝土施工也遇到了“高原反应(fǎnyìng)”。为此,项目团队通过优化混凝土配比、采用高效保温措施、严格控制温度(wēndù)变化等技术手段(jìshùshǒuduàn),精密安排(ānpái)布料方式(fāngshì)、运输路线、罐车调度、备用设备等,克服了高海拔地区混凝土凝结异常、运输效率(xiàolǜ)低(dī)、机械功率衰减等难题。

华能共和切吉30万千瓦(wànqiānwǎ)风电项目

华能(huánéng)共和切吉30万千瓦风电(fēngdiàn)项目场址海拔3166—3912米地处荒漠戈壁腹地。因戈壁道路颠簸,混凝土易出现离析风险,成为制约施工进度的主要(zhǔyào)因素。项目团队调研百公里范围内商混站产能、运输路线、通行能力及成本构成,科学制定混凝土供应(gōngyìng)方案,保障(bǎozhàng)近50000立方米混凝土连续供应,为风机基础、集电(jídiàn)线路等关键工程提供了坚实物资支撑,确保主体工程按计划推进。

国家电投青海诺木洪风电场(fēngdiànchǎng)

国家电投青海诺木洪(nuòmùhóng)风电项目,是世界首条(shǒutiáo)±800kV青豫直流特高压清洁能源外送通道的核心配套工程。项目平均海拔3000米,空气密度约为平原地区的60%,高海拔、低密度(dīmìdù)环境严重制约风机吊装精度与施工效率——大型部件受气流扰动易(yì)偏移,传统测量方法难以保障基础定位与螺栓对接的毫米级容差要求(yāoqiú)。


为攻克难题(nántí),国家电投黄河公司创新测量技术(jìshù),采用全站仪与激光定位系统实时校准,将螺栓安装误差严格控制在<1毫米,显著提升基础稳定性。项目在6个月内高效完成140台2.5兆瓦风机的安装调试,较同类高原(gāoyuán)项目工期缩短30%以上,安装合格率达(dá)100%

国家能源集团龙源(lóngyuán)电力青海探月风电场

国家能源集团龙源电力青海探月风电场地处平均海拔(píngjūnhǎibá)2850米的高原无人区,“通信盲区+交通禁区”的特殊环境,让风电场人员难至(nánzhì)、维护(wéihù)(wéihù)困难。


为此,探月风电场搭载了基于传感器与数字(shùzì)孪生模型的超感知系统,通过部署高精度传感器,实时采集机组振动、温度、应力等运行数据,实现对核心部件的实时监测,提前预警潜在(qiánzài)故障,缩短了30%的设备维护周期,让高原地区的风电运维从“被动抢修”迈向(màixiàng)“主动预防”

大唐八宿风电场最高点海拔5200米,机舱最高海拔5305米,是世界在役海拔最高风电场。电站整体采用(cǎiyòng)了(le)智能维护和检测系统,就像是给每个风机(fēngjī)都配备了一个私人医生,不管哪台风机出了故障或是隐患,都会实时传送到位于山脚下的集控中心,第一(dìyī)时间进行维护,保障设备稳定(wěndìng)运行。

中广核青海冷(lěng)湖广竣50万千瓦风电项目

2024年12月30日,中广核青海(qīnghǎi)冷湖广竣50万千瓦风电(fēngdiàn)项目成功全容量并网发电。青海冷湖地区常年寒冷多风,冬季时间从每年10月份到次年5月份,长达8个(gè)月,年平均气温4摄氏度(shèshìdù),最低气温可降到零下34摄氏度。中广核将充分发挥技术(jìshù)优势,创新引入“线性菲涅尔”光热供暖技术,这在国内海拔3000米以上高寒地区新能源场站尚属首次应用,将有效提升风电场供暖的安全性和舒适性(shūshìxìng)。

根据规划(guīhuà),该项目配置的太阳能集热场(jírèchǎng)有效镜面面积达1800平方米,可供热面积约1600平方米,能够给场站办公区域(qūyù)提供每平方米40瓦的热量。

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