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
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
因为高海拔和纯净(chúnjìng)的环境,
而被称为(chēngwéi)“追星”圣地,
便成为了一道亮丽的(de)风景线,
吸引无数游客前来感受(gǎnshòu)
“手可摘星辰”的壮观(zhuàngguān)景象。
冷湖俄博梁雅丹(yǎdān)星空呈现出的银河拱门
而就(jiù)在这片绝美的星空之下,
坐落着我国高(gāo)海拔地区
单机容量最大的(de)风电场,
它有一个(yígè)充满诗意的名字——
这片辽阔荒凉的(de)大地,
也酷似(kùsì)“月球表面”。
国家能源集团(jítuán)青海探月风电场全景
“高海拔地区”与(yǔ)“风电”的组合,
近年来频频进入公众视野(shìyě),
成为能源(néngyuán)领域的新焦点。
这些(zhèxiē)“手可摘星辰”之地,
自然环境(zìránhuánjìng)往往异常严酷——
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(gāo)海拔地区?
又(yòu)蕴含着哪些“探月”般
不畏艰险、攻坚克难的(de)艰苦探索?
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,
地面海拔高程伴随纬度(wěidù)的升高
更加助长了西风的(de)强度和频次。
青藏高原有着丰富的风能(fēngnéng)资源。
风能(fēngnéng)资源在7米/秒以上的区域
约占全区(quánqū)面积30%,
主要分布于海拔4800米以上的高(gāo)海拔地区,
风能可开发量(kěkāifāliàng)约1.8亿千瓦,
是(shì)风力发电的天然主场。
世界在役海拔最高风电场——位于(wèiyú)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,
均存在一定(yídìng)周期性——
水电夏季充沛(chōngpèi)但冬季紧缺;
而光伏发电则白天丰盈夜里无法(wúfǎ)发电。
全国新能源占比最高的省份(shěngfèn)青海,
“昼强(zhòuqiáng)夜弱”的特性同样存在。
中广核青海冷湖广竣50万千瓦(wànqiānwǎ)风电项目
而不受日照影响、往往(wǎngwǎng)冬季发电量大的
则(zé)可以在光伏和水电的低谷期
持续(chíxù)产出充足、清洁的电力资源,
实现可再生能源的最大化(zuìdàhuà)利用。
海拔越高,空气(kōngqì)越稀薄。
因此(yīncǐ)与平原地区同等风速条件相比,
高海拔地区(dìqū)风机转速更慢,
“风大(fēngdà),但带不动。”
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(fēngsù)导致风机功率波动较大。
而气压低的高(gāo)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(gāo)海拔地区高寒、缺氧、大风的环境,
也给风电场(fēngdiànchǎng)的建设与运维出了难题。
中央企业给出了一些(yīxiē)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(zhégǔ)风电场建设在海拔5000米(mǐ)至5200米之间,总装机72.6兆瓦(zhàowǎ)。针对高海拔“有气无力”问题,机组选择了叶片(yèpiàn)长度更长的风机(fēngjī)产品(chǎnpǐn),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的同等功率机组增加(zēngjiā)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(túcéng),以延缓叶片老化。针对西藏空气密度较低这一特点(tèdiǎn),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(shòumìng)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(hé)平原风机同等的水平。
中核萨迦30万千瓦风光储(chǔ)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(bìngwǎng)成功,其中(qízhōng)风电场区最高海拔为5194米,是目前全球超高海拔区域单体容量最大的(de)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。同时选择叶片长度更长的风机产品,加大(jiādà)机组扫风面积,增强捕风能力(nénglì)。在正常(zhèngcháng)运行下,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。
建设中的华电西藏山南琼结60MW风电项目(xiàngmù)
华电西藏山南琼结(qióngjié)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)全球风电在建项目海拔最高纪录。
风机基础的浇筑(jiāozhù)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)通过优化混凝土配比、采用高效保温措施、严格控制温度变化等技术手段,精密安排布料方式、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、机械功率衰减等难题(nántí)。
华能共和切吉(qièjí)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(hùnníngtǔ)易出现离析风险,成为(wèi)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,保障近50000立方米(lìfāngmǐ)混凝土连续供应,为风机(fēngjī)基础、集电线路等关键(guānjiàn)工程提供了坚实物资支撑,确保主体工程按计划推进。
国家电投青海诺木洪风电场(fēngdiànchǎng)
国家电投青海诺木洪风电项目(xiàngmù)(xiàngmù),是世界首条(shǒutiáo)±800kV青豫直流特高压清洁(qīngjié)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(yǔ)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,国家电投黄河公司(gōngsī)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(nèi)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(gōngqī)缩短30%以上,安装合格率(hégélǜ)达100%。
国家能源(néngyuán)集团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(jìnqū)”的特殊环境,让风电场人员难至、维护困难。
为此,探月风电场搭载了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(shíshí)采集机组振动、温度(wēndù)、应力等运行数据,实现对核心部件的实时监测(jiāncè),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(zuìgāodiǎn)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系统,就像是给每个风机都配备了一个私人(sīrén)医生,不管哪(nǎ)台风(táifēng)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,保障设备稳定(wěndìng)运行。
中广核青海(qīnghǎi)冷湖广竣50万千瓦风电项目
2024年12月30日,中广核青海冷湖广竣50万千瓦风电项目成功全容量并网发电。青海冷湖地区(dìqū)常年寒冷(hánlěng)多风,冬季时间从(cóng)每年10月份(yuèfèn)(yuèfèn)到次年5月份,长达(dá)8个月,年平均气温4摄氏度,最低气温可降到零下34摄氏度。中广核将充分发挥技术优势,创新引入“线性菲涅尔”光热供暖技术,这在(zài)国内海拔3000米以上高寒地区新能源场站(chǎngzhàn)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集热场有效镜面面积(miànjī)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。


位于(wèiyú)青藏高原柴达木盆地
因为高海拔和纯净(chúnjìng)的环境,
而被称为(chēngwéi)“追星”圣地,
便成为了一道亮丽的(de)风景线,
吸引无数游客前来感受(gǎnshòu)
“手可摘星辰”的壮观(zhuàngguān)景象。

冷湖俄博梁雅丹(yǎdān)星空呈现出的银河拱门
而就(jiù)在这片绝美的星空之下,
坐落着我国高(gāo)海拔地区
单机容量最大的(de)风电场,
它有一个(yígè)充满诗意的名字——
这片辽阔荒凉的(de)大地,
也酷似(kùsì)“月球表面”。

国家能源集团(jítuán)青海探月风电场全景
“高海拔地区”与(yǔ)“风电”的组合,
近年来频频进入公众视野(shìyě),
成为能源(néngyuán)领域的新焦点。
这些(zhèxiē)“手可摘星辰”之地,
自然环境(zìránhuánjìng)往往异常严酷——
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(gāo)海拔地区?
又(yòu)蕴含着哪些“探月”般
不畏艰险、攻坚克难的(de)艰苦探索?
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,
地面海拔高程伴随纬度(wěidù)的升高
更加助长了西风的(de)强度和频次。
青藏高原有着丰富的风能(fēngnéng)资源。
风能(fēngnéng)资源在7米/秒以上的区域
约占全区(quánqū)面积30%,
主要分布于海拔4800米以上的高(gāo)海拔地区,
风能可开发量(kěkāifāliàng)约1.8亿千瓦,
是(shì)风力发电的天然主场。

世界在役海拔最高风电场——位于(wèiyú)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,
均存在一定(yídìng)周期性——
水电夏季充沛(chōngpèi)但冬季紧缺;
而光伏发电则白天丰盈夜里无法(wúfǎ)发电。
全国新能源占比最高的省份(shěngfèn)青海,
“昼强(zhòuqiáng)夜弱”的特性同样存在。

中广核青海冷湖广竣50万千瓦(wànqiānwǎ)风电项目
而不受日照影响、往往(wǎngwǎng)冬季发电量大的
则(zé)可以在光伏和水电的低谷期
持续(chíxù)产出充足、清洁的电力资源,
实现可再生能源的最大化(zuìdàhuà)利用。
海拔越高,空气(kōngqì)越稀薄。
因此(yīncǐ)与平原地区同等风速条件相比,
高海拔地区(dìqū)风机转速更慢,
“风大(fēngdà),但带不动。”
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(fēngsù)导致风机功率波动较大。
而气压低的高(gāo)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(gāo)海拔地区高寒、缺氧、大风的环境,
也给风电场(fēngdiànchǎng)的建设与运维出了难题。
中央企业给出了一些(yīxiē)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(zhégǔ)风电场建设在海拔5000米(mǐ)至5200米之间,总装机72.6兆瓦(zhàowǎ)。针对高海拔“有气无力”问题,机组选择了叶片(yèpiàn)长度更长的风机(fēngjī)产品(chǎnpǐn),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的同等功率机组增加(zēngjiā)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(túcéng),以延缓叶片老化。针对西藏空气密度较低这一特点(tèdiǎn),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(shòumìng)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(hé)平原风机同等的水平。

中核萨迦30万千瓦风光储(chǔ)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(bìngwǎng)成功,其中(qízhōng)风电场区最高海拔为5194米,是目前全球超高海拔区域单体容量最大的(de)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。同时选择叶片长度更长的风机产品,加大(jiādà)机组扫风面积,增强捕风能力(nénglì)。在正常(zhèngcháng)运行下,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。

建设中的华电西藏山南琼结60MW风电项目(xiàngmù)
华电西藏山南琼结(qióngjié)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)全球风电在建项目海拔最高纪录。
风机基础的浇筑(jiāozhù)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)通过优化混凝土配比、采用高效保温措施、严格控制温度变化等技术手段,精密安排布料方式、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、机械功率衰减等难题(nántí)。

华能共和切吉(qièjí)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(hùnníngtǔ)易出现离析风险,成为(wèi)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,保障近50000立方米(lìfāngmǐ)混凝土连续供应,为风机(fēngjī)基础、集电线路等关键(guānjiàn)工程提供了坚实物资支撑,确保主体工程按计划推进。

国家电投青海诺木洪风电场(fēngdiànchǎng)
国家电投青海诺木洪风电项目(xiàngmù)(xiàngmù),是世界首条(shǒutiáo)±800kV青豫直流特高压清洁(qīngjié)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(yǔ)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,国家电投黄河公司(gōngsī)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(nèi)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(gōngqī)缩短30%以上,安装合格率(hégélǜ)达100%。

国家能源(néngyuán)集团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(jìnqū)”的特殊环境,让风电场人员难至、维护困难。
为此,探月风电场搭载了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(shíshí)采集机组振动、温度(wēndù)、应力等运行数据,实现对核心部件的实时监测(jiāncè),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(zuìgāodiǎn)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系统,就像是给每个风机都配备了一个私人(sīrén)医生,不管哪(nǎ)台风(táifēng)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,保障设备稳定(wěndìng)运行。

中广核青海(qīnghǎi)冷湖广竣50万千瓦风电项目
2024年12月30日,中广核青海冷湖广竣50万千瓦风电项目成功全容量并网发电。青海冷湖地区(dìqū)常年寒冷(hánlěng)多风,冬季时间从(cóng)每年10月份(yuèfèn)(yuèfèn)到次年5月份,长达(dá)8个月,年平均气温4摄氏度,最低气温可降到零下34摄氏度。中广核将充分发挥技术优势,创新引入“线性菲涅尔”光热供暖技术,这在(zài)国内海拔3000米以上高寒地区新能源场站(chǎngzhàn)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集热场有效镜面面积(miànjī)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。


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