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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(wèiyú)青藏高原柴达木盆地

因为高海拔(hǎibá)和纯净的环境,

而被称为“追星”圣地(shèngdì),

便成为了(le)一道亮丽的风景线,

吸引无数游客前来感受(gǎnshòu)

“手可摘(shǒukězhāi)星辰”的壮观景象。

冷湖俄博梁雅丹星空呈现出的银河(yínhé)拱门

而就在这片绝(jué)美的星空之下,

坐落着国高海拔地区(dìqū)

单机容量最大的(de)风电场

它(tā)有一个充满诗意的名字——

这片(zhèpiàn)辽阔荒凉的大地,

也酷似“月球表面(biǎomiàn)”。

国家能源集团青海探月风电场(fēngdiànchǎng)全景

“高海拔地区(dìqū)”“风电”的组合,

近年来频频进入(jìnrù)公众视野,

成为(chéngwéi)能源领域的新焦点。

这些“手可摘星辰(xīngchén)”之地,

自然环境往往异常(yìcháng)严酷——

低氧、大风(dàfēng)、严寒、复杂地形

为什么风电场(fēngdiànchǎng)要选择建在

环境恶劣的(de)高海拔地区?

又蕴含着哪些(něixiē)“探月”般

不畏艰险、攻坚克难的(de)艰苦探索?

很多人(rén)首先想到的都是青藏高原。

这里(zhèlǐ)的山脉多呈东西走向,

地面海拔高程伴随纬度(wěidù)的升高

更加助长(zhùzhǎng)了西风的强度和频次。

青藏高原(qīngzànggāoyuán)有着丰富的风能资源

风能资源(zīyuán)在7米/秒以上的区域

约(yuē)占全区面积30%,

主要分布于海拔4800米以上的(de)高海拔地区,

风能(fēngnéng)可开发量约1.8亿千瓦,

是(shì)风力发电的天然主场。

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

在高海拔地区发展风电(fēngdiàn),

还(hái)能为当地能源结构起到积极作用

西藏能源结构(jiégòu)以水电和光伏为主,

二者的开发利用比较成熟(chéngshú)。

无论是水力发电(shuǐlìfādiàn)还是光伏发电,

均存在一定(yídìng)周期性——

水电夏季充沛但冬季紧缺(jǐnquē);

而光伏发电(fādiàn)则白天丰盈夜里无法发电。

全国新能源(xīnnéngyuán)占比最高的省份青海,

“昼强夜弱”的特性(tèxìng)同样存在。

中广核青海冷(lěng)湖广竣50万千瓦风电项目

而不受日照影响(yǐngxiǎng)、往往冬季发电量大的

则可以在光伏和水电的低谷(dīgǔ)期

持续产出充足、清洁的电力(diànlì)资源,

实现可再生能源的最大化利用(lìyòng)。

海拔越高,空气(kōngqì)越稀薄。

因此与(yǔ)平原地区同等风速条件相比,

高海拔(hǎibá)地区风机转速更慢,

“风大,但(dàn)带不动。”

高原地区风速变化快(kuài)

中午却刮起(guāqǐ)超强大风,

剧烈变化的风速导致(dǎozhì)风机功率波动较大。

而气压低的(de)高海拔地区散热条件差

在极端天气时还会下冰雹、被(bèi)雷劈。

以及设备性能(xìngnéng)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(zhōngguó)三峡集团措美哲古风电场

中国三峡集团措美哲古(zhégǔ)风电场建设在海拔5000米至5200米之间,总装机72.6兆瓦。针对高(gāo)海拔“有气无力”问题,机组选择了叶片(yèpiàn)长度更长的(de)风机产品,加大机组扫风面积,增强捕风能力。机组叶轮直径较其他地区的同等功率机组增加了20米左右(mǐzuǒyòu),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(xīzàng)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,从而稳定了机组的功率输出(shūchū)。


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

中核萨迦30万千瓦风光(fēngguāng)储一体化项目

2024年11月,中核萨迦30万千瓦风光储一体化项目全容量并网成功,其中风电场区最高海拔为5194米,是目前全球超高海拔区域单体(dāntǐ)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(le)可以根据风速自动调整叶片(yèpiàn)(yèpiàn)角度和转速的智能机型。同时选择(xuǎnzé)叶片长度更长的风机(fēngjī)产品,加大机组扫风面积,增强捕风能力。在正常(zhèngcháng)运行下,单个风机叶片每转动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。

建设中的华电西藏山南(shānnán)琼结60MW风电项目

华电西藏山南琼结60MW风电项目(xiàngmù)平均海拔(hǎibá)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”。为此(wèicǐ),项目团队通过优化混凝土配比、采用高效保温(bǎowēn)措施、严格控制(yángékòngzhì)温度变化等技术手段,精密安排(ānpái)布料方式、运输路线(lùxiàn)、罐车调度、备用设备等,克服了高海拔地区混凝土凝结异常、运输效率低、机械功率(gōnglǜ)衰减等难题。

华能共和(gònghé)切吉30万千瓦风电项目

华能共和切吉30万千瓦风电项目场址海拔3166—3912米地处荒漠(huāngmò)戈壁腹地。因戈壁道路颠簸,混凝土易出现离析风险(fēngxiǎn),成为(chéngwéi)制约施工进度的主要因素。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(chéngběn)构成,科学制定混凝土供应方案,保障近50000立方米混凝土连续供应,为风机基础(jīchǔ)、集电线路(xiànlù)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(guójiā)电投青海诺木洪风电场

国家(guójiā)电投青海诺木洪风电项目(xiàngmù),是世界(shìjiè)首条±800kV青豫(qīngyù)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(píngjūnhǎibá)3000米,空气密度约为平原地区的60%,高海拔、低密度环境严重制约(zhìyuē)风机吊装精度与施工效率——大型部件受气流扰动易偏移(piānyí),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。


为攻克难题,国家电投黄河公司创新测量技术,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(yángékòngzhì)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,较同类高原项目工期缩短30%以上,安装合格率(hégélǜ)达100%

国家能源(néngyuán)集团龙源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(fēngdiàn)场地处平均海拔2850米的(de)高原无人区,“通信盲区(mángqū)+交通禁区”的特殊环境,让风电场人员(rényuán)难至、维护困难。


为此,探月风电场搭载了基于传感器(chuángǎnqì)与数字孪生模型的超感知系统,通过部署高精度传感器,实时采集(cǎijí)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“主动(zhǔdòng)预防”

大唐(dàtáng)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(diànzhàn)整体采用了智能(zhìnéng)维护和检测系统,就像是给每个风机都配备了一个私人医生,不管哪台风机出了故障或是隐患(yǐnhuàn),都会实时传送到位于山脚下的集控中心,第一时间进行(jìnxíng)维护,保障设备稳定运行。

中广核青海冷湖广竣50万千瓦风电项目(xiàngmù)

2024年12月30日,中广核青海冷湖广竣50万千瓦风电项目成功(chénggōng)全容量并网发电。青海冷湖地区(dìqū)常年寒冷多风(duōfēng),冬季时间从每年10月份到次年5月份,长达(zhǎngdá)8个月,年平均气温4摄氏度,最低气温可降到零下(língxià)34摄氏度。中广核将(jiāng)充分发挥技术优势,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(yìngyòng),将有效(yǒuxiào)提升风电场供暖的安全性和舒适性。

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

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