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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(hǎibá)和纯净的环境,

而被称为“追星”圣地(shèngdì),

便成为了一道亮丽的(de)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的银河(yínhé)拱门

而就在这片绝美的星空之下(zhīxià),

坐落着国高海拔地区

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(liáokuò)荒凉的大地,

也(yě)酷似“月球表面”。

国家(guójiā)能源集团青海探月风电场全景

“高海拔地区”“风电(fēngdiàn)”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(zìránhuánjìng)往往异常严酷——

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(hěnduō)人首先想到的都是青藏高原。

这里的山脉多呈(chéng)东西走向,

地面海拔高程伴随纬度(wěidù)的升高

更加助长了西风的强度和频次(píncì)。

青藏高原有着丰富(fēngfù)的风能资源

风能资源在7米(mǐ)/秒以上的区域

约(yuē)占全区面积30%,

主要分布(fēnbù)于海拔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(shìjiè)在役海拔最高风电场——位于西藏昌都的大唐八宿风电场

在高(gāo)海拔地区发展风电,

还能为当地能源结构起到积极作用(zuòyòng)

西藏能源结构以水电和光伏(guāngfú)为主,

二者的(de)开发利用比较成熟。

无论是水力发电还是(háishì)光伏发电,

均(jūn)存在一定周期性——

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青海(qīnghǎi),

“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(rìzhào)影响、往往冬季发电量大的

则可以在(zài)光伏和水电的低谷期

持续产出(chǎnchū)充足、清洁的电力资源,

实现可再生能源的最大化(zuìdàhuà)利用。

海拔越(yuè)高,空气越稀薄。

因此(yīncǐ)与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,但带不动(bùdòng)。”

高原地区风速(fēngsù)变化快

中午却刮起超强大风(dàfēng),

剧烈变化的风速导致风机功率(gōnglǜ)波动较大。

而气压低的高海拔地区(dìqū)散热条件差

在极端天气时还会下(xià)冰雹、被雷劈。

以及设备性能提出更高要求(yāoqiú),

高(gāo)海拔地区高寒、缺氧、大风的环境,

也给风电场的建设与(yǔ)运维出了难题。

中央企业给出(gěichū)了一些作答参考↓↓↓

中国三峡集团措美哲古(zhégǔ)风电场

中(zhōng)国三峡集团措美哲古风电场(fēngdiànchǎng)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(jīzǔ)(jīzǔ)选择了(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(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(hé)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(mǐ),是目前全球超高海拔区域单体容量最大的(de)(de)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(tóngshí)选择叶片长度更长的风机产品,加大机组扫风面积,增强(zēngqiáng)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(yòngdiàn)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(píngjūnhǎibá)(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(shīgōng)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、罐车调度、备用(bèiyòng)设备等,克服(kèfú)了高海拔地区混凝土凝结异常(yìcháng)、运输效率低、机械功率(gōnglǜ)衰减(shuāijiǎn)等难题。

华能共和切吉30万千瓦风电项目(xiàngmù)

华能共和切吉30万千瓦风电项目场址(chǎngzhǐ)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(chéngběn)构成,科学制定混凝土供应方案,保障近(jìn)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了坚实(jiānshí)物资支撑,确保(quèbǎo)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(diàntóu)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(mǐ),空气密度约为平原地区(dìqū)的60%,高海拔、低密度环境严重制约风机(fēngjī)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(cèliángfāngfǎ)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(gōngsī)创新测量技术,采用全站仪与激光(jīguāng)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(lóngyuán)电力青海探月风电场地处平均海拔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)、维护困难。


为此(wèicǐ),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(shùjù),实现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(shì)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(jiǎncè)系统,就像是给每个风机都配备(pèibèi)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(dào)位于山脚下的集控中心,第一时间进行维护,保障(bǎozhàng)设备稳定运行。

中广核青海冷湖广竣50万千瓦(wànqiānwǎ)风电项目

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全容量并网发电。青海冷湖地区(dìqū)常年寒冷多风,冬季(dōngjì)时间(shíjiān)从每年10月份(yuèfèn)到次年5月份,长达(dá)8个月,年平均气温(píngjūnqìwēn)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,将有效提升风电场(fēngdiànchǎng)供暖的安全性和舒适性。

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

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