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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!

位于青藏高原柴达木盆地(cháidámùpéndì)

因为高海拔和纯净的环境(huánjìng),

而被称为(chēngwéi)“追星”圣地,

便成为了一道(yīdào)亮丽的风景线,

吸引(xīyǐn)无数游客前来感受

“手可摘星辰”的(de)壮观景象。

冷湖俄博梁雅丹星空(xīngkōng)呈现出的银河拱门

而就在这片(zhèpiàn)绝美的星空之下,

坐落着国高(gāo)海拔地区

单机容量最大(zuìdà)的风电场

它有一个充满诗意的(de)名字——

这片辽阔荒凉的大地(dàdì),

也酷似“月球表面(biǎomiàn)”。

国家能源集团青海(qīnghǎi)探月风电场全景

“高海拔地区”与(yǔ)“风电”的组合,

近年来频频(pínpín)进入公众视野,

成为能源(néngyuán)领域的新焦点。

这些“手可摘(shǒukězhāi)星辰”之地,

自然环境往往异常严酷(yánkù)——

低氧、大风、严寒(yánhán)、复杂地形

为什么风电场(fēngdiànchǎng)要选择建在

环境恶劣(huánjìngèliè)的高海拔地区?

又蕴含着哪些“探月(tànyuè)”般

不畏艰险、攻坚克难的艰苦探索(tànsuǒ)?

很多人(rén)首先想到的都是青藏高原。

这里的山脉多(duō)呈东西走向,

地面(dìmiàn)海拔高程伴随纬度的升高

更加助长了西风的强度和(hé)频次。

青藏高原有着丰富的风能资源(zīyuán)

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(hǎibá)4800米以上的高海拔地区,

风能(fēngnéng)可开发量约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

在高海拔(hǎibá)地区发展风电,

还(hái)能为当地能源结构起到积极作用

西藏能源结构以水电和光伏为主(wéizhǔ),

二者的开发利用(kāifālìyòng)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(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”的特性同样存在(cúnzài)。

中广核青海(qīnghǎi)冷湖广竣50万千瓦风电项目

而不受(bùshòu)日照影响、往往冬季发电量大的

则可以在光伏和水电的低谷期(qī)

持续产出充足、清洁的电力资源(zīyuán),

实现可再生能源的(de)最大化利用。

海拔越高(yuègāo),空气越稀薄。

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(dàn)带不动。”

高原地区风速变化快(kuài)

中午却(què)刮起超强大风,

剧烈变化(biànhuà)的风速导致风机功率波动较大。

而气压低的高海拔地区散热(sànrè)条件差

在极端天气时还会下(xià)冰雹、被雷劈。

以及(yǐjí)设备性能提出更高要求,

高(gāo)海拔地区高寒、缺氧、大风的环境,

也给风电场的建设与运维出了难题(nántí)。

中央企业给出了一些(yīxiē)作答参考↓↓↓

中国三峡(sānxiá)集团措美哲古风电场

中国三峡集团措美(cuòměi)哲古(zhégǔ)风电场建设在(zài)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(xuǎnzé)了叶片长度更长的(de)(de)风机(fēngjī)(fēngjī)产品,加大机组扫风面积,增强(zēngqiáng)捕风能力(nénglì)。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,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(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(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


针对超高海拔风力资源(zīyuán)特性,项目采用了可以(kěyǐ)根据风速(fēngsù)自动调整叶片角度和转速的智能(zhìnéng)机型。同时选择叶片长度(chángdù)更长的风机产品,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(zhōng)的华电西藏山南琼结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(zuìgāo)(gāo)的(de)3号风机海拔达到5370米,刷新了全球风电在建(zàijiàn)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,项目团队通过优化混凝土配比、采用高效保温(bǎowēn)措施、严格控制温度变化等技术手段,精密(jīngmì)安排(ānpái)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(níngjié)异常、运输效率低、机械功率衰减等难题。

华能共和切吉(qièjí)30万千瓦风电项目

华能(huánéng)共和(gònghé)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(diānbǒ),混凝土易出现离析风险,成为制约施工进度的主要因素(yīnsù)。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,保障近50000立方米混凝土连续供应,为风机基础、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

国家电投青海诺木洪风电项目,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3000米,空气密度约为平原(píngyuán)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(chuàngxīn)测量技术(jìshù),采用全站仪与激光定位系统(dìngwèixìtǒng)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(yuè)内高效完成140台2.5兆瓦风机的安装调试,较(jiào)同类高原项目工期缩短30%以上,安装合格率达(dá)100%

国家能源集团龙源电力青海探月风电场(fēngdiànchǎng)

国家能源集团龙源电力青海探月风电场(fēngdiànchǎng)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,通过部署高精度传感器,实时采集机组振动、温度、应力(yīnglì)等运行数据(shùjù),实现(shíxiàn)对核心部件的实时监测,提前预警(yùjǐng)潜在故障,缩短了30%的设备维护周期,让高原地区(gāoyuándìqū)的风电运维从“被动抢修”迈向“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。电站整体采用了智能维护和(hé)检测系统,就像是给每个(měigè)风机都(dōu)配备了一个私人医生,不管哪台风(táifēng)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,第一时间进行维护,保障设备稳定运行。

中广核青海冷(lěng)湖广竣50万千瓦风电项目

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34摄氏度。中广核将充分发挥技术优势,创新(chuàngxīn)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(de)安全性和舒适性。

根据规划(guīhuà),该项目配置(pèizhì)的太阳能集热场(jírèchǎng)有效镜面面积达1800平方米,可供热(gōngrè)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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