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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(de)环境,

而被称为(chēngwéi)“追星”圣地,

便成为了一道亮丽的风景线(fēngjǐngxiàn),

吸引无数游客前来感受(gǎnshòu)

“手可摘(shǒukězhāi)星辰”的壮观景象。

冷湖俄博梁雅丹星空(xīngkōng)呈现出的银河拱门

而就在这片绝美的星空之下(zhīxià),

坐落着国高海拔地区

单机容量最大(zuìdà)的风电场

它有一个充满诗意的名字(míngzì)——

这片辽阔荒凉的大地(dàdì),

也酷似“月球(yuèqiú)表面”。

国家能源集团青海探月(tànyuè)风电场全景

“高海拔(hǎibá)地区”“风电”的组合,

近年来频频进入公众(gōngzhòng)视野,

成为能源领域的新焦点(jiāodiǎn)。

这些“手可摘星辰”之地(zhīdì),

自然环境(zìránhuánjìng)往往异常严酷——

低氧、大风、严寒、复杂(fùzá)地形

为什么风电场(fēngdiànchǎng)要选择建在

环境恶劣的高海拔地区(dìqū)?

又(yòu)蕴含着哪些“探月”般

不畏艰险、攻坚克难的艰苦(jiānkǔ)探索?

很多人(rén)首先想到的都是青藏高原。

这里的(de)山脉多呈东西走向,

地面海拔(hǎibá)高程伴随纬度的升高

更加助长了西风的强度和(hé)频次。

青藏高原有着(yǒuzhe)丰富的风能资源

风能资源在7米/秒以上的(de)区域

约占全区面积(miànjī)30%,

主要分布于海拔4800米(mǐ)以上的高海拔地区,

风能可开发量约(yuē)1.8亿千瓦,

是(shì)风力发电的天然主场。

世界在役海拔最高(zuìgāo)风电场——位于西藏昌都的大唐八宿风电场

在高海拔地区(dìqū)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(shuǐdiàn)和光伏为主,

二者(èrzhě)的开发利用比较成熟。

无论是水力发电还是(háishì)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;

而光伏发电则(zé)白天丰盈夜里无法发电。

全国新能源占比最高的省份青海(qīnghǎi),

“昼强夜弱”的特性(tèxìng)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(bùshòu)日照影响、往往冬季发电量大的

则可以在光伏和(hé)水电的低谷期

持续产出(chǎnchū)充足、清洁的电力资源,

实现(shíxiàn)可再生能源的最大化利用。

海拔越(yuè)高,空气越稀薄。

因此与平原地区同等(tóngděng)风速条件相比,

高海拔地区风机转速更慢(gèngmàn),

“风大,但(dàn)带不动。”

高原地区(gāoyuándìqū)风速变化快

中午(zhōngwǔ)却刮起超强大风,

剧烈变化的风速导致风机(fēngjī)功率波动较大。

而气压低的(de)高海拔地区散热条件差

在(zài)极端天气时还会下冰雹、被雷劈。

以及(yǐjí)设备性能提出更高要求,

高(gāo)海拔地区高寒、缺氧、大风的环境,

也给风电场的建设(jiànshè)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米至5200米之间,总装机72.6兆瓦。针对高(gāo)海拔“有气无力”问题,机组选择了(le)叶片长度更长的(de)(de)风机产品,加大机组扫风面积(miànjī),增强捕风(bǔfēng)能力。机组叶轮直径较其他地区的同等功率(gōnglǜ)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(yóuyú)采取了一系列(yīxìliè)独特设计,措美哲古风电场的高原(gāoyuán)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(nián)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(chénggōng),其中风电场(fēngdiànchǎng)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(fēngsù)自动调整叶片(yèpiàn)角度和转速的智能机型(jīxíng)。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(yùnxíng)下,单个风机叶片每转动1小时可产生电量5000度,满足4个普通家庭的一年用电需求。

建设中的华电(huádiàn)西藏山南琼结60MW风电项目

华电西藏山南琼结60MW风电项目平均海拔(hǎibá)5000米以上,其中最高(gāo)的(de)3号风机海拔达到5370米,刷新了(le)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、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(wèicǐ),项目团队(tuánduì)通过(tōngguò)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)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(hùnníngtǔ)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产能、运输路线(lùxiàn)、通行能力及成本(chéngběn)构成,科学制定混凝土供应(gōngyìng)方案(fāngàn),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(quèbǎo)主体工程按计划推进。

国家(guójiā)电投青海诺木洪风电场

国家电投青海(qīnghǎi)诺木洪风电项目,是世界首条±800kV青豫(qīngyù)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(huánghé)公司创新测量技术(jìshù),采用全站仪与激光定位系统实时校准,将螺栓安装(ānzhuāng)(ānzhuāng)误差严格控制在<1毫米,显著(xiǎnzhù)提升基础稳定性(wěndìngxìng)。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(yǐshàng),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风电场地处平均海拔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(kùnnán)。


为此,探月风电场搭载了(le)基于传感器与数字孪生(luánshēng)模型的超感知系统,通过部署高精度传感器,实时(shíshí)采集(cǎijí)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(suōduǎn)了30%的设备维护周期,让高原地区的风电运维从“被动抢修(qiǎngxiū)”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(shìjiè)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(xiàngshì)给每个风机(fēngjī)都配备(pèibèi)了一个私人医生,不管哪台风机出了故障或是隐患,都会实时(shíshí)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(lěnghú)广竣50万千瓦风电项目(xiàngmù)成功全容量并网发电。青海冷湖地区常年寒冷多风,冬季(dōngjì)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”光热供暖技术,这(zhè)在国内海拔3000米以上高寒地区新能源场站尚属首次(shǒucì)应用,将有效提升风电场供暖的安全性和舒适性。

根据(gēnjù)规划,该项目配置的太阳能集热场有效镜面(jìngmiàn)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(rèliàng)。

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