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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

因为高海拔和纯净(chúnjìng)的环境,

而被称为(chēngwéi)“追星”圣地,

便成为(chéngwéi)了一道亮丽的风景线,

吸引无数游客(yóukè)前来感受

“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)

而就在这片绝美的星空(xīngkōng)之下,

坐落(zuòluò)着国高海拔地区

单机容量最大的风电场(fēngdiànchǎng)

它(tā)有一个充满诗意的名字——

这片辽阔荒凉的大地(dàdì),

也酷似“月球(yuèqiú)表面”。

国家能源(néngyuán)集团青海探月风电场全景

“高海拔地区(dìqū)”“风电”的组合,

近年来频频(pínpín)进入公众视野,

成为能源领域的新(xīn)焦点。

这些“手可摘(shǒukězhāi)星辰”之地,

自然环境往往异常(yìcháng)严酷——

低氧(dīyǎng)、大风、严寒、复杂地形

为什么(wèishénme)风电场要选择建在

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(de)艰苦探索?

很多人首先想到(xiǎngdào)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的(de)升高

更加助长(zhùzhǎng)了西风的强度和频次。

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(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(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(gāo)海拔地区发展风电,

还能(néng)为当地能源结构起到积极作用

西藏能源(néngyuán)结构以水电和光伏为主,

二者的(de)开发利用比较成熟。

无论是水力发电(shuǐlìfādiàn)还是光伏发电,

均(jūn)存在一定周期性——

水电夏季充沛但冬季紧缺(jǐnquē);

而光伏发电则白天(báitiān)丰盈夜里无法发电。

全国(quánguó)新能源占比最高的省份青海,

“昼强夜弱”的特性(tèxìng)同样存在。

中广核青海冷湖广竣50万千瓦风电项目(xiàngmù)

而不受日照影响、往往冬季发电量大的(de)

则(zé)可以在光伏和水电的低谷期

持续产出充足、清洁的电力资源(zīyuán),

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(biànhuà)快

中午却刮起(guāqǐ)超强大风,

剧烈变化的(de)风速导致风机功率波动较大。

而气压低的(de)高海拔地区散热条件差

在极端天气时还会下冰雹(bīngbáo)、被雷劈。

以及设备性能(xìngnéng)提出更高要求,

高海拔地区高寒、缺氧、大风的(de)环境,

也给风电场的建设(jiànshè)与运维出了难题。

中央企业给出了(le)一些作答参考↓↓↓

中国三峡集团措美哲古(zhégǔ)风电场

中国三峡集团措美哲古风电场建设在(zài)海拔5000米至5200米之间,总装机72.6兆瓦(zhàowǎ)。针对高(gāo)海拔“有气无力”问题,机组选择(xuǎnzé)了叶片长度更长的(de)风机(fēngjī)产品,加大机组扫风面积,增强捕风能力(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(xiàngmù)团队在叶片表面采用高耐候性、高耐磨性、高弹性的胶衣及(jiāoyījí)面漆涂层,以延缓叶片老化。针对西藏空气密度较低这一(yī)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(qìliú)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(bìngwǎng)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(tiáozhěng)叶片角度和转速(zhuànsù)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(sǎofēng)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(xiǎoshí)可产生(chǎnshēng)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琼结(qióngjié)60MW风电项目

华电西藏山南琼结60MW风电项目平均海拔(píngjūnhǎibá)5000米(mǐ)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(jiāozhù)质量是(shì)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、采用高效保温措施(cuòshī)、严格控制温度变化等技术手段,精密(jīngmì)安排布料(bùliào)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(nántí)。

华能(huánéng)共和切吉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(chǎnnéng)、运输路线、通行能力及成本构成,科学(kēxué)制定混凝土供应方案,保障近50000立方米(lìfāngmǐ)混凝土连续(liánxù)供应,为风机基础、集电线路等关键工程提供(tígōng)了坚实物资支撑,确保主体工程按计划推进。

国家电投(diàntóu)青海诺木洪风电场

国家电投青海(qīnghǎi)诺木洪风电(fēngdiàn)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,空气密度约为(wèi)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效率——大型部件受气流(qìliú)扰动易偏移(piānyí),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(gōngkè)难题,国家电投黄河公司创新测量技术,采用全站仪与激光定位系统实时校准,将螺栓安装误差严格控制在<1毫米,显著提升基础稳定性(wěndìngxìng)。项目在6个(gè)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(néngyuán)集团龙源电力青海探月风电场

国家能源集团(jítuán)龙源电力青海探月(tànyuè)风电场地处(dìchǔ)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、维护困难。


为此(wèicǐ),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,实现对核心部件的实时监测,提前预警潜在(qiánzài)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(le)智能维护和检测系统(xìtǒng),就像是给每个风机都配备了一个私人医生,不管(bùguǎn)哪台风机出了故障或是隐患,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(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(fēngdiàn)项目成功全容量(róngliàng)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(shèshìdù),最低气温可降到零下(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(guāngrè)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(shàngshǔ)首次应用,将有效(yǒuxiào)提升风电场(fēngdiànchǎng)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,能够给场站办公区域提供每平方米40瓦的热量。

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