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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)

因为高海拔和纯净的环境(huánjìng),

而被称为“追星”圣地(shèngdì),

便成为了一道(yīdào)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(de)银河拱门

而就在这片绝(jué)美的星空之下,

坐落着国高海拔地区

单机容量最大的(de)风电场

它(tā)有一个充满诗意的名字——

这片(zhèpiàn)辽阔荒凉的大地,

也酷似(kùsì)“月球表面”。

国家能源集团青海探月风电场(fēngdiànchǎng)全景

“高海拔地区”与(yǔ)“风电”的组合,

近年来频频进入(jìnrù)公众视野,

成为能源领域的新焦点(jiāodiǎn)。

这些“手可摘(shǒukězhāi)星辰”之地,

自然环境往往异常严酷(yánkù)——

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(hǎibá)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(zhèlǐ)的山脉多呈东西走向,

地面海拔高程伴随纬度的升高(shēnggāo)

更加助长了西风的强度和(hé)频次。

青藏高原有着丰富的(de)风能资源

风能资源在7米/秒以上(yǐshàng)的区域

约(yuē)占全区面积30%,

主要分布于海拔4800米以上的(de)高海拔地区,

风能可开发量约(yuē)1.8亿千瓦,

是风力发电的(de)天然主场。

世界在役海拔最高风电场——位于西藏昌都(chāngdōu)的大唐八宿风电场

在高海拔地区发展(fāzhǎn)风电,

还能为当地能源结构(jiégòu)起到积极作用

西藏能源结构以水电和光伏为主(wéizhǔ),

二者的(de)开发利用比较成熟。

无论是水力发电(fādiàn)还是光伏发电,

均(jūn)存在一定周期性——

水电夏季(xiàjì)充沛但冬季紧缺;

而光伏(guāngfú)发电则白天丰盈夜里无法发电。

全国新能源占比最高(zuìgāo)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50万千瓦风电项目(xiàngmù)

而(ér)不受日照影响、往往冬季发电量大的

则可以在光伏和水电的(de)低谷期

持续产出充足、清洁的(de)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。

因此与平原地区同等(tóngděng)风速条件相比,

高海拔(hǎibá)地区风机转速更慢,

“风大,但带(dài)不动。”

高原地区风速变化快(kuài)

中午却刮起超强大风(dàfēng),

剧烈变化的风速导致风机(fēngjī)功率波动较大。

而气压低的高(gāo)海拔地区散热条件差

在极端天气(tiānqì)时还会下冰雹、被雷劈。

以及设备性能提出(tíchū)更高要求,

高(gāo)海拔地区高寒、缺氧、大风的环境,

也(yě)给风电场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(sānxiá)集团措美哲古风电场

中国三峡集团措美哲古风电场建设在(zài)海拔(hǎibá)5000米(mǐ)至5200米之间,总装机72.6兆瓦。针对高(gāo)海拔“有气无力”问题(wèntí),机组选择了叶片长度更长的风机(fēngjī)产品,加大机组扫风面积,增强(zēngqiáng)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(zēngjiā)了20米左右(mǐzuǒyòu),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(zhōnghé)萨迦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(hǎibá)为5194米,是目前全球超高(chāogāo)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(kěyǐ)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(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,其中最高的(de)3号风机海拔达到5370米,刷新了(le)全球风电在(zài)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(yángékòngzhì)温度变化等技术手段,精密安排布料(bùliào)方式(fāngshì)、运输路线、罐车(guànchē)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(shuāijiǎn)等难题。

华能共和(gònghé)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内商(nèishāng)混站产能、运输路线、通行(tōngxíng)能力及成本(chéngběn)构成,科学制定混凝土供应方案,保障近50000立方米(lìfāngmǐ)混凝土连续供应,为风机基础、集电线路(xiànlù)等关键工程(gōngchéng)提供了坚实物资支撑,确保主体工程按计划推进。

国家电投(diàntóu)青海诺木洪风电场

国家电投青海诺木洪风电项目,是世界首条±800kV青豫直流(zhíliú)特高(gāo)压清洁能源外送(wàisòng)通道(tōngdào)的核心配套工程(pèitàogōngchéng)。项目平均海拔3000米,空气密度约为平原地区(dìqū)的60%,高海拔、低密度环境(huánjìng)严重制约风机吊装精度(jīngdù)与施工(shīgōng)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(qīnghǎi)探月风电场

国家能源集团龙源电力青海探月(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(tèshū)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(cǎijí)机组振动、温度(wēndù)、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”

大唐八宿风电场最高点海拔5200米,机舱最高海拔5305米,是世界在役海拔最高风电场。电站整体采用了(le)(le)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(sīrén)医生,不管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(shíjiān)进行维护,保障设备稳定(wěndìng)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50万千瓦风电项目成功(chénggōng)全(quán)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(píngjūnqìwēn)4摄氏度,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(yōushì),创新引入“线性菲涅尔”光热供暖技术,这在国内海拔(hǎibá)3000米以上高寒(gāohán)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,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(yuē)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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