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科技铸盾!从台风“蝴蝶” 看防灾减灾技术新突破

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科技铸盾!从台风“蝴蝶” 看防灾减灾技术新突破

科技铸盾!从台风“蝴蝶” 看防灾减灾技术新突破

位于(wèiyú)青藏高原柴达木盆地

因为高海拔和(hé)纯净的环境,

而被称为“追星(zhuīxīng)”圣地,

便成为了(le)一道亮丽的风景线,

吸引无数游客前来(qiánlái)感受

“手可摘星辰”的壮观景象(jǐngxiàng)。

冷湖俄博梁(ébóliáng)雅丹星空呈现出的银河拱门

而就在这片(zhèpiàn)绝美的星空之下,

坐落着(zhe)国高海拔地区

单机容量最大的(de)风电场

它有一个充满(chōngmǎn)诗意的名字——

这片辽阔荒凉(huāngliáng)的大地,

也酷似“月球(yuèqiú)表面”。

国家能源集团(jítuán)青海探月风电场全景

“高海拔(hǎibá)地区”“风电”的组合,

近年来频频进入公众视野(shìyě),

成为(chéngwéi)能源领域的新焦点。

这些“手可摘星辰(xīngchén)”之地,

自然环境(zìránhuánjìng)往往异常严酷——

低氧、大风、严寒、复杂地形(dìxíng)

为什么(wèishénme)风电场要选择建在

环境恶劣的(de)高海拔地区?

又蕴含着哪些(něixiē)“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(dōu)是青藏高原。

这里的山脉多呈东西走向(zǒuxiàng),

地面海拔高程伴随纬度的(de)升高

更加助长了西风的强度(qiángdù)和频次。

青藏高原有着丰富的风能资源(zīyuán)

风能资源在7米/秒以上的区域(qūyù)

约(yuē)占全区面积30%,

主要分布(fēnbù)于海拔4800米以上的高海拔地区,

风能(fēngnéng)可开发量约1.8亿千瓦,

是风力发电的(de)天然主场。

世界在役(yì)海拔最高风电场——位于西藏昌都的大唐八宿风电场

在高海拔(hǎibá)地区发展风电,

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(hé)光伏为主,

二者的开发利用比较成熟(chéngshú)。

无论是(wúlùnshì)水力发电还是光伏发电,

均存在(cúnzài)一定周期性——

水电夏季充沛但(dàn)冬季紧缺;

而(ér)光伏发电则白天丰盈夜里无法发电。

全国新能源占(zhàn)比最高的省份青海,

“昼强夜弱”的特性(tèxìng)同样存在。

中广核青海冷湖广竣50万千瓦风电项目(xiàngmù)

而不受日照影响、往往冬季(dōngjì)发电量大的

则可以在(zài)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风速条件相比(xiāngbǐ),

高海拔地区(dìqū)风机转速更慢,

“风大,但带(dài)不动。”

高原地区风速(fēngsù)变化快

中午却刮起超强(chāoqiáng)大风,

剧烈变化的风速(fēngsù)导致风机功率波动较大。

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。

以及设备性能提出(tíchū)更高要求,

高海拔地区高寒(gāohán)、缺氧、大风的环境,

也给风电场的建设与运维出了(le)难题。

中央企业给出了一些作答参考(cānkǎo)↓↓↓

中国三峡集团措美哲古(zhégǔ)风电场

中国三峡集团措美哲古(zhégǔ)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,机组选择了叶片长度更长的(de)风机产品,加大机组扫风面积,增强捕风能力。机组叶轮直径较其他地区(dìqū)的同等功率机组增加(zēngjiā)了20米左右,使(shǐ)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(cǎiyòng)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(qìdòng)外形设计(shèjì),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(píngyuán)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(fēngguāng)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(xiàngmù)全容量并网成功,其中风电场区最高海拔为5194米,是目前全球(quánqiú)超高海拔区域单体(dāntǐ)容量最大(zuìdà)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,加大机组扫风面积,增强捕风能力。在正常运行下(xià),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(yòngdiàn)需求。

建设中的华电西藏山南(shānnán)琼结60MW风电项目

华电西藏山南琼结60MW风电(fēngdiàn)项目平均海拔5000米以上,其中最高(zuìgāo)的(de)3号风机海拔达到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建设的基石。而在高寒、缺氧、大风的高海拔地区,混凝土(hùnníngtǔ)施工也遇到了“高原(gāoyuán)反应”。为此,项目团队通过优化混凝土配比、采用(cǎiyòng)高效保温(bǎowēn)措施、严格控制温度变化等技术手段,精密(jīngmì)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30万千瓦风电项目(xiàngmù)

华能(huánéng)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(chūxiàn)离析风险(fēngxiǎn),成为(chéngwéi)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、通行(tōngxíng)能力及成本构成,科学制定混凝土供应方案,保障(bǎozhàng)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,确保主体工程按计划推进。

国家电投青海(qīnghǎi)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青豫直流特高(gāo)压清洁能源(néngyuán)外送通道的(de)(de)核心配套工程。项目平均海拔3000米,空气密度约为平原(píngyuán)地区的60%,高海拔、低密度环境严重制约风机吊装精度(jīngdù)与施工效率——大型(dàxíng)部件受气流扰动易偏移,传统测量方法难以保障基础(jīchǔ)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(jítuán)龙源电力青海探月风电场

国家能源集团龙源电力青海探月风电(fēngdiàn)场地处平均海拔2850米的(de)高原无人区,“通信盲区(mángqū)+交通禁区”的特殊环境,让风电场人员难至(nánzhì)、维护(wéihù)困难。


为此,探月风电场搭载了基于(jīyú)传感器与数字孪生模型的超感知系统,通过(tōngguò)部署高精度传感器,实时采集机组振动、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(zuìgāo)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。电站整体采用了智能维护和检测(jiǎncè)系统,就像是(xiàngshì)给每个风机都配备了一个私人医生,不管哪台风机出了故障或是隐患,都会实时传送到位于山脚下的集控中心,第一时间进行维护,保障(bǎozhàng)设备(shèbèi)稳定运行。

中广核青海冷湖广竣(jùn)50万千瓦风电项目

2024年12月30日,中广核青海(qīnghǎi)冷湖广竣50万千瓦风电项目成功全容量并网发电。青海冷湖地区常年寒冷多风,冬季时间从每年10月份(yuèfèn)到次年5月份,长达8个(gè)月,年平均气温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(chōngfènfāhuī)技术优势,创新(chuàngxīn)引入“线性菲涅尔”光热(guāngrè)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,将有效提升风电场(fēngdiànchǎng)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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