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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(gāo)海拔和纯净的环境,

而被称为(chēngwéi)“追星”圣地,

便(biàn)成为了一道亮丽的风景线,

吸引无数游客前来感受(gǎnshòu)

“手可摘星辰”的壮观(zhuàngguān)景象。

冷湖俄博梁雅丹星空呈现出(chéngxiànchū)的银河拱门

而就在这片绝美的星空(xīngkōng)之下,

坐落着国高海拔(hǎibá)地区

单机容量最大的风电场(fēngdiànchǎng)

它有一个充满(chōngmǎn)诗意的名字——

这片辽阔荒凉(huāngliáng)的大地,

也酷似“月球表面(biǎomiàn)”。

国家能源(néngyuán)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(jìnrù)公众视野,

成为能源领域(lǐngyù)的新焦点。

这些“手可摘星辰(xīngchén)”之地,

自然环境往往异常严酷(yánkù)——

低氧、大风、严寒、复杂地形(dìxíng)

为什么(wèishénme)风电场要选择建在

环境恶劣(huánjìngèliè)的高海拔地区?

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(shǒuxiān)想到的都是青藏高原。

这里的山脉多(duō)呈东西走向,

地面海拔高程伴随纬度(wěidù)的升高

更加(gèngjiā)助长了西风的强度和频次。

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(yuē)占全区面积30%,

主要分布于海拔4800米以上的高(gāo)海拔地区,

风能可开发量(kěkāifāliàng)约1.8亿千瓦,

是风力发电(fādiàn)的天然主场。

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(wèi)当地能源结构起到积极作用

西藏能源结构(jiégòu)以水电和光伏为主,

二者的开发利用比较(bǐjiào)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(shuǐdiàn)夏季充沛但冬季紧缺;

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。

中广核青海冷湖广(húguǎng)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(zé)可以在光伏和水电的低谷期

持续产出充足、清洁(qīngjié)的电力资源,

实现可再生能源的最大化利用(lìyòng)。

海拔(hǎibá)越高,空气越稀薄。

因此与平原地区同等(tóngděng)风速条件相比,

高海拔地区风机(fēngjī)转速更慢,

“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(fēngsù)导致风机功率波动较大。

而气(érqì)压低的高海拔地区散热条件差

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(de)环境,

也给风电场的建设与(yǔ)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风电场(fēngdiànchǎng)

中国三峡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。针对高海拔“有气无力”问题,机组(jīzǔ)(jīzǔ)选择了叶片(yèpiàn)(yèpiàn)(yèpiàn)(yèpiàn)长度更长的风机产品,加大机组扫风面积,增强捕风能力。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(jìn)30%。


针对高海拔地区恶劣的气候环境(huánjìng),在风机叶片研发过程中,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。针对西藏空气密度较低这(zhè)一特点,项目团队优化(yōuhuà)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(cǎiqǔ)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(yuè),中核萨迦30万千瓦风光储一体化项目全容量并网成功(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(de)风电项目


针对超高海拔风力资源特性,项目采用了(le)可以根据(gēnjù)风速自动(zìdòng)调整叶片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(yīnián)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(hǎibá)5000米(mǐ)以上,其中最高的3号风机海拔达到5370米,刷新(shuāxīn)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(gāohán)、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(tōngguò)优化混凝土配比(pèibǐ)、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

华能共和切吉(qièjí)30万千瓦风电项目(xiàngmù)场址海拔3166—3912米地处荒漠戈壁腹地(fùdì)。因(yīn)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内商混站(hùnzhàn)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,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效率——大型部件受气流扰动易(yì)偏移(piānyí),传统测量方法(cèliángfāngfǎ)难以保障基础(jīchǔ)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。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(tónglèi)高原项目工期缩短30%以上(yǐshàng),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

国家能源集团龙源电力青海探月风电(fēngdiàn)场地处平均海拔2850米的(de)(de)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(dāzài)了基于传感器与数字孪生模型的超(chāo)感知系统,通过部署高精度传感器,实时(shíshí)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(dàtáng)八宿风电场最高点海拔5200米(mǐ),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,不管(bùguǎn)哪台风机出了故障或是(huòshì)隐患,都会(huì)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(húguǎng)竣50万千瓦风电项目

2024年12月(yuè)30日,中广核青海冷湖广(húguǎng)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(měinián)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34摄氏度。中广核将充分发挥技术优势,创新引入(yǐnrù)“线性菲涅尔”光热供暖技术,这在(zài)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),该项目配置的太阳能集热场有效镜面面积达1800平方米(píngfāngmǐ),可供热面积约1600平方米,能够给场站办公区域(qūyù)提供每平方米40瓦的热量。

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