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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(bèi)称为“追星”圣地,

便成为了一道亮丽的风景线(fēngjǐngxiàn),

吸引无数游客(yóukè)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

而就在这片绝美的星空(xīngkōng)之下,

坐落着国高(gāo)海拔地区

单机容量(róngliàng)最大的风电场

它有一个充满(chōngmǎn)诗意的名字——

这片辽阔荒凉的(de)大地,

也酷似“月球表面(biǎomiàn)”。

国家(guójiā)能源集团青海探月风电场全景

“高海拔地区”与(yǔ)“风电”的组合,

近年来频频进入公众视野(shìyě),

成为能源(néngyuán)领域的新焦点。

这些(zhèxiē)“手可摘星辰”之地,

自然环境往往(wǎngwǎng)异常严酷——

低氧、大风(dàfēng)、严寒、复杂地形

为什么风电场要选择(xuǎnzé)建在

环境恶劣的(de)高海拔地区?

又蕴含着(yùnhánzhe)哪些“探月”般

不畏艰险、攻坚克难的艰苦探索(tànsuǒ)?

很多人首先想到的都(dōu)是青藏高原。

这里的(de)山脉多呈东西走向,

地面海拔高程伴随纬度的(de)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

风能资源在7米/秒(miǎo)以上的区域

约(yuē)占全区面积30%,

主要分布于海拔4800米(mǐ)以上的高海拔地区,

风能(fēngnéng)可开发量约1.8亿千瓦,

是风力(fēnglì)发电的天然主场。

世界在(zài)役海拔最高风电场——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),

还能为当地能源结构起到(qǐdào)积极作用

西藏(xīzàng)能源结构以水电和光伏为主,

二者(èrzhě)的开发利用比较成熟。

无论是水力发电(fādiàn)还是光伏发电,

均存在(cúnzài)一定周期性——

水电夏季充沛(chōngpèi)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(zhòuqiáng)夜弱”的特性同样存在。

中广核青海冷湖广(húguǎng)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(guāngfú)和水电的低谷期

持续产出充足、清洁(qīngjié)的电力资源,

实现可再生能源(zàishēngnéngyuán)的最大化利用。

海拔越高(yuègāo),空气越稀薄。

因此与平原地区同等风速(fēngsù)条件相比,

高海拔地区风机转速更慢(gèngmàn),

“风大(fēngdà),但带不动。”

高原地区风速(fēngsù)变化快

中午(zhōngwǔ)却刮起超强大风,

剧烈变化的风速导致(dǎozhì)风机功率波动较大。

而气压低的高海拔(hǎibá)地区散热条件差

在极端(jíduān)天气时还会下冰雹、被雷劈。

以及设备性能提出更高(gènggāo)要求,

高海拔地区高寒、缺氧(quēyǎng)、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(qǐyè)给出了一些作答参考↓↓↓

中国三峡集团措美(cuòměi)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。针对高海拔“有气无力”问题,机组选择了(le)(le)叶片长度更长的(de)(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(tóngděng)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(cǎiyòng)高耐候性、高耐磨性、高弹性的胶衣及面漆涂层(túcéng),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,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(dànshì),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(yǐjīng)达到和(hé)平原风机同等的水平

中核(zhōnghé)萨迦30万千瓦风光储一体化项目

2024年11月,中核萨迦30万千瓦风光储一体化项目(xiàngmù)全(quán)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容量最大的(de)风电项目


针对超高海拔风力(fēnglì)资源特性,项目采用了可以根据风速自动调整叶片角度和转速的智能机型。同时选择叶片长度更长的风机产品,加大(jiādà)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(měi)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(fēngdiànchǎng)建设的基石。而在高寒、缺氧(quēyǎng)、大风的高海拔地区(dìqū),混凝土施工也遇到了“高原反应(fǎnyìng)”。为此(wèicǐ),项目团队通过(tōngguò)优化混凝土配比、采用(cǎiyòng)高效保温措施、严格控制(yángékòngzhì)温度变化等技术手段,精密安排布料方式、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、运输效率低、机械功率衰减等难题。

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米地处荒漠戈壁腹地。因戈壁道路颠簸,混凝土易(yì)出现(chūxiàn)离析风险,成为制约施工进度(shīgōngjìndù)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、集电线路等关键(guānjiàn)工程提供了坚实物资支撑,确保主体工程按计划(ànjìhuà)推进(tuījìn)。

国家电投青海诺木洪风电场(fēngdiànchǎng)

国家电投青海诺木洪风电项目(xiàngmù)(xiàngmù),是世界首条±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(hǎibá)(píngjūnhǎibá)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(yǔ)施工效率——大型部件(bùjiàn)受气流扰动易偏移,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。


为攻克难题,国家电投黄河公司创新测量技术,采用全站仪(quánzhànyí)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(tiáoshì),较同类高原项目工期缩短30%以上,安装合格率达100%

国家能源集团(jítuán)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(tànyuè)风电场地处平均海拔2850米(mǐ)的高原无人区,“通信(tōngxìn)盲区+交通禁区”的特殊(tèshū)环境,让风电场人员难至、维护困难。


为此,探月风电场搭载了基于传感器与数字孪生模型的超感知系统,通过部署高精度(gāojīngdù)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,提前预警潜在故障(gùzhàng),缩短了30%的设备维护周期,让高原地区的风电运维从“被动(bèidòng)抢修”迈向“主动预防”

大唐(dàtáng)八宿风电场(fēngdiànchǎng)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。电站整体采用了智能维护和检测系统,就像是给每个(měigè)风机都配备了一个私人医生,不管哪台风机出了故障(gùzhàng)或是(huòshì)隐患,都会实时传送到位于山脚下的集控中心,第一时间进行维护,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(nián)12月30日,中广核青海冷湖广竣50万千瓦风电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个月,年平均气温4摄氏度,最低气温可(kě)降到零下(língxià)34摄氏度。中广核将充分发挥技术优势,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(gāohán)地区新能源场站(chǎngzhàn)尚属首次应用,将有效提升风电场供暖的安全性(ānquánxìng)和舒适性。

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

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