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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(yīnwèi)高海拔和纯净的环境,

而被称为(chēngwéi)“追星”圣地,

便成为了一道亮丽(liànglì)的风景线,

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(de)银河拱门

而就在这片(zhèpiàn)绝美的星空之下,

坐落着国高海拔(hǎibá)地区

单机(dānjī)容量最大的风电场

它(tā)有一个充满诗意的名字——

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(qīnghǎi)探月风电场全景

“高海拔地区”“风电”的组合(zǔhé),

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“手可摘星辰(xīngchén)”之地,

自然环境(zìránhuánjìng)往往异常严酷——

低氧(dīyǎng)、大风、严寒、复杂地形

为什么风电场要选择(xuǎnzé)建在

环境恶劣的高海拔地区(dìqū)?

又蕴含着(yùnhánzhe)哪些“探月”般

不畏艰险、攻坚克难的艰苦(jiānkǔ)探索?

很多人首先想到的都是青藏高原(qīngzànggāoyuán)。

这里(zhèlǐ)的山脉多呈东西走向,

地面海拔高程伴随纬度的(de)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(de)风能资源

风能资源在7米/秒(miǎo)以上的区域

约占(zhàn)全区面积30%,

主要(zhǔyào)分布于海拔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(de)天然主场。

世界在役海拔最高风电场(fēngdiànchǎng)——位于西藏昌都的大唐八宿风电场

在高海拔地区发展风电(fēngdiàn),

还能(néng)为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(kāifālìyòng)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——

水电夏季充沛但冬季(dōngjì)紧缺;

而光伏发电则白天(báitiān)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。

中广核青海冷湖广竣(jùn)50万千瓦风电项目

而不受日照影响、往往冬季(dōngjì)发电量大的

则可以(kěyǐ)在光伏和水电的低谷期

持续产出充足、清洁的(de)电力资源,

实现(shíxiàn)可再生能源的最大化利用。

海拔越高,空气越稀薄(xībó)。

因此与平原地区同等风速条件相比(xiāngbǐ),

高海拔(hǎibá)地区风机转速更慢,

“风大,但(dàn)带不动。”

高原地区(gāoyuándìqū)风速变化快

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冰雹、被(bèi)雷劈。

以及设备性能提出更高(gènggāo)要求,

高海拔地区高寒、缺氧(quēyǎng)、大风的环境,

也(yě)给风电场的建设与运维出了难题。

中央(zhōngyāng)企业给出了一些作答参考↓↓↓

中国三峡集团措美哲古(zhégǔ)风电场

中国三峡(sānxiá)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(duì)高(gāo)海拔“有气无力”问题,机组选择了叶片(yèpiàn)长度更长的风机(fēngjī)(fēngjī)产品,加大机组扫风面积,增强捕风能力。机组叶轮直径较(jiào)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,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30万千瓦风光储一体化(yītǐhuà)项目

2024年11月,中核萨迦30万千瓦(wànqiānwǎ)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(hǎibá)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,项目采用了可以根据(gēnjù)风速自动调整叶片角度和(hé)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(měi)转动1小时(xiǎoshí)可产生电量5000度,满足4个普通家庭的一年用电需求。

建设中的华电西藏山南(shānnán)琼结60MW风电项目

华电西藏(xīzàng)山南琼结60MW风电项目平均海拔(hǎibá)5000米以上,其中最高的(de)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是风电场(fēngdiànchǎng)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(cǎiyòng)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、机械功率衰减等难题。

华能共和切吉30万千瓦风电项目(xiàngmù)

华能共和切吉(qièjí)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(hùnníngtǔ)易出现离析风险,成为制约施工进度的(de)主要因素。项目团队调研百公里范围内商混站产能(chǎnnéng)、运输路线、通行能力及(jí)成本构成,科学制定混凝土供应方案,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(wùzī)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(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(de)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测量技术,采用全站仪与激光定位系统实时(shíshí)校准,将(jiāng)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(gè)月内高效完成140台2.5兆瓦风机的安装调试(tiáoshì),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(de)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(wéihù)困难。


为此,探月风电场搭载了基于传感器(chuángǎnqì)与数字孪生模型的超感知系统,通过部署高精度(gāojīngdù)传感器,实时采集机组振动、温度、应力等运行(yùnxíng)数据,实现对核心部件的实时监测,提前(tíqián)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”

大唐八宿风电场(fēngdiànchǎng)最高点(zuìgāodiǎn)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(diànzhàn)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(yígè)私人医生,不管哪台风机出了故障或是隐患,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(zhōngguǎnghé)青海冷湖广竣50万千瓦风电项目

2024年12月(yuè)30日,中广核青海冷湖广竣50万千瓦(wǎ)(wànqiānwǎ)风电项目成功(chénggōng)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(jìshù)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(yǒuxiào)提升风电场供暖的安全性和舒适性。

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(yuē)1600平方米,能够给场站办公区域提供(tígōng)每平方米40瓦的热量。

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