去“月球表面”,追風!

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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”“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?





優質風能,不可辜負




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。





高山之巔,馭風有術




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

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