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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

因为高海拔和纯净的环境(huánjìng),

而被称为“追星(zhuīxīng)”圣地,

便成为了一道亮丽(liànglì)的风景线,

吸引(xīyǐn)无数游客前来感受

“手可摘星辰”的壮观景象(jǐngxiàng)。

冷湖俄博梁(ébóliáng)雅丹星空呈现出的银河拱门

而就在这片(zhèpiàn)绝美的星空之下,

坐落着(zhe)国高海拔地区

单机容量最大的(de)风电场

它有一个充满诗意的(de)名字——

这片辽阔荒凉的(de)大地,

也酷似“月球(yuèqiú)表面”。

国家能源集团青海探月风电场(fēngdiànchǎng)全景

“高海拔地区”“风电(fēngdiàn)”的组合,

近年来频频进入(jìnrù)公众视野,

成为能源领域(lǐngyù)的新焦点。

这些(zhèxiē)“手可摘星辰”之地,

自然环境往往异常(yìcháng)严酷——

低氧、大风(dàfēng)、严寒、复杂地形

为什么风电场要选择(xuǎnzé)建在

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、攻坚克难的艰苦探索(tànsuǒ)?

很多人首先想到的都是青藏高原(qīngzànggāoyuán)。

这里的(de)山脉多呈东西走向,

地面海拔高程伴随纬度的升高(shēnggāo)

更加助长了(le)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(mǐ)/秒以上的区域

约占全区面积(miànjī)30%,

主要分布于海拔(hǎibá)4800米以上的高海拔地区,

风能可开发量约(yuē)1.8亿千瓦,

是风力发电的天然(tiānrán)主场。

世界在役(yì)海拔最高风电场——位于西藏昌都的大唐八宿风电场

在(zài)高海拔地区发展风电,

还能为当地能源结构起到积极(jījí)作用

西藏能源结构以(yǐ)水电和光伏为主,

二者的开发利用比较成熟(chéngshú)。

无论是水力发电还是(háishì)光伏发电,

均存在一定(yídìng)周期性——

水电(shuǐdiàn)夏季充沛但冬季紧缺;

而(ér)光伏发电则白天丰盈夜里无法发电。

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(yǐngxiǎng)、往往冬季发电量大的

则可以在光伏和水电的(de)低谷期

持续产出充足、清洁(qīngjié)的电力资源,

实现可(kě)再生能源的最大化利用。

海拔越高,空气越稀薄(xībó)。

因此与平原地区同等风速条件(tiáojiàn)相比,

高海拔地区风机转速(zhuànsù)更慢,

“风大,但带不动(bùdòng)。”

高原地区风速变化快(kuài)

中午却刮起超强(chāoqiáng)大风,

剧烈变化的风速导致风机(fēngjī)功率波动较大。

而气压低的高海拔地区散热条件差(chà)

在极端天气时还会下冰雹、被(bèi)雷劈。

以及设备性能提出(tíchū)更高要求,

高海拔地区高寒、缺氧、大风的环境(huánjìng),

也给风电场的建设与运维出了(le)难题。

中央(zhōngyāng)企业给出了一些作答参考↓↓↓

中国三峡(sānxiá)集团措美哲古风电场

中国三峡(sānxiá)集团措美哲古风电场建设在海拔5000米至5200米之间,总装机72.6兆瓦。针对(zhēnduì)高(gāo)(gāo)海拔“有气无力”问题,机组(jīzǔ)选择了(le)叶片长度更长的风机(fēngjī)产品,加大机组扫风面积,增强(zēngqiáng)捕风能力。机组叶轮直径(zhíjìng)较其他地区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(xiàngmù)团队(tuánduì)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,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(xiàngmù)全容量并网成功,其中风电(fēngdiàn)场区最高海拔(hǎibá)为5194米,是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,项目采用了可以根据风速自动调整叶片(yèpiàn)角度和(hé)转速的智能机型。同时选择叶片长度更长的风机(fēngjī)产品(chǎnpǐn),加大机组扫风面积,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(xīzàng)山南琼结60MW风电项目平均海拔5000米以上,其中最高(gāo)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(jìlù)。


风机基础的浇筑质量是风电场建设(jiànshè)的基石。而在高寒(gāohán)、缺氧、大风的高海拔地区,混凝土(hùnníngtǔ)施工也遇到了“高原反应”。为此,项目团队通过优化混凝土配比、采用(cǎiyòng)高效保温措施、严格控制温度变化等技术手段,精密安排布料方式、运输路线、罐车(guànchē)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。

华能共和切吉30万千瓦风电(fēngdiàn)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(hùnníngtǔ)易出现离析风险,成为(wèi)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(tōngxíng)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、集电线路等关键工程提供(tígōng)了(le)坚实物资(wùzī)支撑,确保主体工程按计划推进。

国家电投青海(qīnghǎi)诺木洪风电场

国家电投青海诺木洪(nuòmùhóng)风电项目(xiàngmù),是世界(shìjiè)首条±800kV青豫直流特高压清洁能源外送通道的(de)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、低密度环境严重制约风机吊装精度与施工(shīgōng)效率——大型部件受气流扰动易偏移,传统测量(cèliáng)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(huánghé)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(ānzhuāng)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(gāoxiào)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,安装合格率达100%

国家能源集团龙源电力青海探月(tànyuè)风电场

国家能源(néngyuán)集团龙源电力青海探月风电(fēngdiàn)场地处平均海拔2850米的高原无人区,“通信(tōngxìn)盲区+交通禁区”的特殊环境,让风电场(fēngdiànchǎng)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(móxíng)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(héxīnbùjiàn)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“主动预防”

大唐八宿风电场(fēngdiànchǎng)(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(wéihù)和检测系统,就像是给每个风机都(dōu)配备了一个私人医生,不管哪台风机出了故障或是(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(jùn)50万千瓦风电项目

2024年12月30日(rì),中广核青海冷湖广竣50万千瓦(wǎ)风电项目(xiàngmù)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(měinián)10月份到次年(cìnián)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米以上高寒地区新能源场站尚属首次应用,将有效提升(tíshēng)风电场供暖的安全性和(hé)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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