去“月球表面”,追風!
位於青藏高原柴達木盆地
西北邊緣的冷湖,
因爲高海拔和純淨的環境,
而被稱爲“追星”聖地,
每當夜幕降臨,
這裏的星空
便成爲了一道亮麗的風景線,
吸引無數遊客前來感受
“手可摘星辰”的壯觀景象。

冷湖俄博梁雅丹星空呈現出的銀河拱門
而就在這片絕美的星空之下,
坐落着我國高海拔地區
單機容量最大的風電場,
它有一個充滿詩意的名字——
“探月”。
正如名字所示,
這片遼闊荒涼的大地,
也酷似“月球表面”。

國家能源集團青海探月風電場全景
“高海拔地區”與“風電”的組合,
近年來頻頻進入公衆視野,
成爲能源領域的新焦點。
然而,
這些“手可摘星辰”之地,
自然環境往往異常嚴酷——
低氧、大風、嚴寒、複雜地形
……
給風電場的施工建設
帶來了艱鉅挑戰。
這不禁引人深思:
爲什麼風電場要選擇建在
環境惡劣的高海拔地區?
其背後,
又蘊含着哪些“探月”般
不畏艱險、攻堅克難的艱苦探索?
我國哪裏海拔高?
很多人首先想到的都是青藏高原。
打開中國地形圖,
這裏的山脈多呈東西走向,
地勢由西向東降低,
地面海拔高程伴隨緯度的升高
發生急劇變化,
更加助長了西風的強度和頻次。
氣象數據顯示,
青藏高原有着豐富的風能資源。
以西藏爲例,
風能資源在7米/秒以上的區域
約佔全區面積30%,
主要分佈於海拔4800米以上的高海拔地區,
風能可開發量約1.8億千瓦,
是風力發電的天然主場。

世界在役海拔最高風電場——位於西藏昌都的大唐八宿風電場
不僅有優勢,
在高海拔地區發展風電,
還能爲當地能源結構起到積極作用。
當前,
西藏能源結構以水電和光伏爲主,
二者的開發利用比較成熟。
然而,
無論是水力發電還是光伏發電,
均存在一定週期性——
水電夏季充沛但冬季緊缺;
而光伏發電則白天豐盈夜裏無法發電。
全國新能源佔比最高的省份青海,
“晝強夜弱”的特性同樣存在。
中廣核青海冷湖廣竣50萬千瓦風電項目
而不受日照影響、往往冬季發電量大的
風力發電項目,
則可以在光伏和水電的低谷期
持續產出充足、清潔的電力資源,
相互補充,
實現可再生能源的最大化利用。
衆所周知,
海拔越高,空氣越稀薄。
因此與平原地區同等風速條件相比,
高海拔地區風機轉速更慢,
發電功率更低,
總結成一句話:
“風大,但帶不動。”
不僅如此,
高原地區風速變化快,
有時早晚風力小,
中午卻颳起超強大風,
劇烈變化的風速導致風機功率波動較大。
而氣壓低的高海拔地區散熱條件差,
這就容易“發燒”,
在極端天氣時還會下冰雹、被雷劈。
除了對風電技術
以及設備性能提出更高要求,
高海拔地區高寒、缺氧、大風的環境,
也給風電場的建設與運維出了難題。
難題何解?
中央企業給出了一些作答參考↓↓↓

中國三峽集團措美哲古風電場
中國三峽集團措美哲古風電場建設在海拔5000米至5200米之間,總裝機72.6兆瓦。針對高海拔“有氣無力”問題,機組選擇了葉片長度更長的風機產品,加大機組掃風面積,增強捕風能力。機組葉輪直徑較其他地區的同等功率機組增加了20米左右,使其掃風面積增加了近30%。
針對高海拔地區惡劣的氣候環境,在風機葉片研發過程中,項目團隊在葉片表面採用高耐候性、高耐磨性、高彈性的膠衣及面漆塗層,以延緩葉片老化。針對西藏空氣密度較低這一特點,項目團隊優化了葉片的氣動外形設計,提高了葉片對氣流的適應性,從而穩定了機組的功率輸出。
高海拔地區的風機壽命一般要比平原風機的壽命短。但是,由於採取了一系列獨特設計,措美哲古風電場的高原風機壽命已經達到和平原風機同等的水平。

中核薩迦30萬千瓦風光儲一體化項目
2024年11月,中核薩迦30萬千瓦風光儲一體化項目全容量併網成功,其中風電場區最高海拔爲5194米,是目前全球超高海拔區域單體容量最大的風電項目。
針對超高海拔風力資源特性,項目採用了可以根據風速自動調整葉片角度和轉速的智能機型。同時選擇葉片長度更長的風機產品,加大機組掃風面積,增強捕風能力。在正常運行下,單個風機葉片每轉動1小時可產生電量5000度,滿足4個普通家庭的一年用電需求。

建設中的華電西藏山南瓊結60MW風電項目
華電西藏山南瓊結60MW風電項目平均海拔5000米以上,其中最高的3號風機海拔達到5370米,刷新了全球風電在建項目海拔最高紀錄。
風機基礎的澆築質量是風電場建設的基石。而在高寒、缺氧、大風的高海拔地區,混凝土施工也遇到了“高原反應”。爲此,項目團隊通過優化混凝土配比、採用高效保溫措施、嚴格控制溫度變化等技術手段,精密安排布料方式、運輸路線、罐車調度、備用設備等,克服了高海拔地區混凝土凝結異常、運輸效率低、機械功率衰減等難題。

華能共和切吉30萬千瓦風電項目
華能共和切吉30萬千瓦風電項目場址海拔3166—3912米,地處荒漠戈壁腹地。因戈壁道路顛簸,混凝土易出現離析風險,成爲制約施工進度的主要因素。項目團隊調研百公里範圍內商混站產能、運輸路線、通行能力及成本構成,科學制定混凝土供應方案,保障近50000立方米混凝土連續供應,爲風機基礎、集電線路等關鍵工程提供了堅實物資支撐,確保主體工程按計劃推進。

國家電投青海諾木洪風電場
國家電投青海諾木洪風電項目,是世界首條±800kV青豫直流特高壓清潔能源外送通道的核心配套工程。項目平均海拔3000米,空氣密度約爲平原地區的60%,高海拔、低密度環境嚴重製約風機吊裝精度與施工效率——大型部件受氣流擾動易偏移,傳統測量方法難以保障基礎定位與螺栓對接的毫米級容差要求。
爲攻克難題,國家電投黃河公司創新測量技術,採用全站儀與激光定位系統實時校準,將螺栓安裝誤差嚴格控制在<1毫米,顯著提升基礎穩定性。項目在6個月內高效完成140臺2.5兆瓦風機的安裝調試,較同類高原項目工期縮短30%以上,安裝合格率達100%。

國家能源集團龍源電力青海探月風電場
國家能源集團龍源電力青海探月風電場地處平均海拔2850米的高原無人區,“通信盲區+交通禁區”的特殊環境,讓風電場人員難至、維護困難。
爲此,探月風電場搭載了基於傳感器與數字孿生模型的超感知系統,通過部署高精度傳感器,實時採集機組振動、溫度、應力等運行數據,實現對核心部件的實時監測,提前預警潛在故障,縮短了30%的設備維護週期,讓高原地區的風電運維從“被動搶修”邁向“主動預防”。

大唐八宿風電場
大唐八宿風電場最高點海拔5200米,機艙最高海拔5305米,是世界在役海拔最高風電場。電站整體採用了智能維護和檢測系統,就像是給每個風機都配備了一個私人醫生,不管哪臺風機出了故障或是隱患,都會實時傳送到位於山腳下的集控中心,第一時間進行維護,保障設備穩定運行。

中廣核青海冷湖廣竣50萬千瓦風電項目
2024年12月30日,中廣核青海冷湖廣竣50萬千瓦風電項目成功全容量併網發電。青海冷湖地區常年寒冷多風,冬季時間從每年10月份到次年5月份,長達8個月,年平均氣溫4攝氏度,最低氣溫可降到零下34攝氏度。中廣核將充分發揮技術優勢,創新引入“線性菲涅爾”光熱供暖技術,這在國內海拔3000米以上高寒地區新能源場站尚屬首次應用,將有效提升風電場供暖的安全性和舒適性。
根據規劃,該項目配置的太陽能集熱場有效鏡面面積達1800平方米,可供熱面積約1600平方米,能夠給場站辦公區域提供每平方米40瓦的熱量。
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責任編輯丨李虹縈
校對|程鏡睿
執行主編丨劉海草 張灝然
內容來源丨央視新聞 封面新聞 各中央企業