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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(gāo)海拔和纯净的环境,

而被(bèi)称为“追星”圣地,

便成为了一道(yīdào)亮丽的风景线,

吸引无数游客前来(qiánlái)感受

“手可摘星辰(xīngchén)”的壮观景象。

冷湖俄博梁雅丹星空呈现出的银河拱门(gǒngmén)

而就在这片绝美的(měide)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(shīyì)的名字——

这片辽阔(liáokuò)荒凉的大地,

也酷似“月球表面(biǎomiàn)”。

国家能源集团青海探月(tànyuè)风电场全景

“高海拔地区”“风电(fēngdiàn)”的组合,

近年来频频(pínpín)进入公众视野,

成为能源领域(lǐngyù)的新焦点。

这些“手可摘(shǒukězhāi)星辰”之地,

自然环境(zìránhuánjìng)往往异常严酷——

低氧、大风、严寒(yánhán)、复杂地形

为什么风电场要选择建(jiàn)在

环境恶劣的高(gāo)海拔地区?

又蕴含着哪些“探月(tànyuè)”般

不畏艰险、攻坚克难(gōngjiānkènán)的艰苦探索?

很多人首先想到的都(dōu)是青藏高原。

这里的山脉多呈东西(dōngxī)走向,

地面海拔高程(gāochéng)伴随纬度的升高

更加助长了西风的强度和频次(píncì)。

青藏高原有着丰富的风能(fēngnéng)资源

风能资源在7米/秒(miǎo)以上的区域

约占(zhàn)全区面积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1.8亿千瓦(yìqiānwǎ),

是风力发电的天然(tiānrán)主场。

世界在役海拔最高风电场——位于西藏(xīzàng)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(dāngdì)能源结构起到积极作用

西藏能源结构以水电和光伏(guāngfú)为主,

二者(èrzhě)的开发利用比较成熟。

无论是(wúlùnshì)水力发电还是光伏发电,

均存在一定周期性(zhōuqīxìng)——

水电夏季充沛(chōngpèi)但冬季紧缺;

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(yèruò)”的特性同样存在。

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、往往冬季发电量大(dà)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(zàishēngnéngyuán)的最大化利用。

海拔越(yuè)高,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(zhuànsù)更慢,

“风大,但带不动(bùdòng)。”

高原地区风速变化(biànhuà)快

中午却刮起超强(chāoqiáng)大风,

剧烈变化的风速导致风机功率波动较大(jiàodà)。

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冰雹、被(bèi)雷劈。

以及设备性能提出更高要求(yāoqiú),

高海拔地区高寒、缺氧、大风的环境(huánjìng),

也给风电场(fēngdiànchǎng)的建设与运维出了难题。

中央企业给出(gěichū)了一些作答参考↓↓↓

中国三峡集团(jítuán)措美哲古风电场

中国三峡集团措美哲古风电场建设在(zài)海拔5000米(mǐ)至5200米之间,总装机72.6兆瓦。针对(zhēnduì)高海拔“有气无力”问题,机组选择了叶片长度更长的(de)(de)风机产品,加大机组扫风面积,增强捕风(bǔfēng)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,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(guòchéng)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。针对西藏空气密度(kōngqìmìdù)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(shìyìngxìng),从而(cóngér)稳定(wěndìng)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30万千瓦风光储(chǔ)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(róngliàng)并网成功(chénggōng),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)角度和转速的智能机型。同时选择叶片长度更长的风机产品,加大机组扫风面积,增强捕风能力。在(zài)正常运行(yùnxíng)下,单个风机叶片每转动1小时(xiǎoshí)可产生电量5000度,满足(mǎnzú)4个普通家庭的一年用电需求。

建设中的华电西藏(xīzàng)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(gāo)的3号风机(fēngjī)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(zhìliàng)是风电场建设的基石。而在高寒、缺氧(quēyǎng)、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、采用高效保温措施、严格控制温度变化等(děng)(děng)技术手段,精密(jīngmì)安排布料方式、运输路线、罐车调度、备用(bèiyòng)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(wànqiānwǎ)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)出现离析风险,成为制约施工进度的主要因素。项目团队调研百公里范围(fànwéi)内商混站产能、运输路线、通行(tōngxíng)能力(nénglì)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(jídiàn)线路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。

国家电投青海诺木洪(nuòmùhóng)风电场

国家(guójiā)电投青海诺木洪(nuòmùhóng)风电项目,是(shì)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吊装精度与施工效率——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(gōngsī)创新测量技术,采用全站仪与激光定位系统实时校准(jiàozhǔn),将螺栓安装(ānzhuāng)(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(lóngyuán)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(fēngdiàn)场地处平均海拔(píngjūnhǎibá)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、维护困难。


为此,探月风电场搭载了(le)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,实时采集机组振动、温度、应力等运行数据,实现(shíxiàn)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(yùnwéi)从“被动抢修”迈向“主动预防”

大唐八宿风电场最高点海拔(hǎibá)(hǎibá)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,就像是给每个风机都配备了一个私人医生(yīshēng),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,第一时间进行维护,保障(bǎozhàng)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(rì),中广核(zhōngguǎnghé)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(chángnián)寒冷多风(duōfēng),冬季时间从每年10月份到次年5月份,长达(dá)(zhǎngdá)8个月,年平均气温4摄氏度,最低气温(zuìdīqìwēn)可降到零下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,将有效提升风电场供暖的安全性和舒适性。

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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