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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(hǎibá)和纯净的环境,

而被称为“追星”圣地(shèngdì),

便成为了一道亮丽的(de)风景线,

吸引(xīyǐn)无数游客前来感受

“手可摘星辰(xīngchén)”的壮观景象。

冷湖俄博梁(ébóliáng)雅丹星空呈现出的银河拱门

而就在这片绝美的星空(xīngkōng)之下,

坐落着国高海拔地区

单机容量最大的(de)风电场

它有一个充满诗意的(de)名字——

这片(zhèpiàn)辽阔荒凉的大地,

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(dìqū)”“风电”的组合,

近年来频频进入(jìnrù)公众视野,

成为能源(néngyuán)领域的新焦点。

这些“手可摘星辰”之地(zhīdì),

自然环境往往(wǎngwǎng)异常严酷——

低氧、大风、严寒、复杂(fùzá)地形

为什么风电场要(yào)选择建在

环境恶劣的高海拔(hǎibá)地区?

又蕴含着哪些“探月(tànyuè)”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。

这里的山脉多呈东西走向(zǒuxiàng),

地面(dìmiàn)海拔高程伴随纬度的升高

更加助长了(le)西风的强度和频次。

青藏高原有着丰富的风能(fēngnéng)资源

风能资源在7米(mǐ)/秒以上的区域

约占(zhàn)全区面积30%,

主要分布于海拔4800米以上(yǐshàng)的高海拔地区,

风能可开发量约(yuē)1.8亿千瓦,

是风力发电(fādiàn)的天然主场。

世界在役海拔(hǎibá)最高风电场——位于西藏昌都的大唐八宿风电场

在高海拔地区发展(fāzhǎn)风电,

还能为当地能源结构起到(qǐdào)积极作用

西藏能源结构以(yǐ)水电和光伏为主,

二者的开发利用(kāifālìyòng)比较成熟。

无论是水力发电还是光伏(guāngfú)发电,

均存在一定(yídìng)周期性——

水电夏季充沛但冬季(dōngjì)紧缺;

而光伏发电则白天丰盈(fēngyíng)夜里无法发电。

全国(quánguó)新能源占比最高的省份青海,

“昼强夜弱(yèruò)”的特性同样存在。

中广核青海冷湖广竣50万千瓦风电(fēngdiàn)项目

而(ér)不受日照影响、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(chíxù)产出充足、清洁的电力资源,

实现可再生能源的最大化利用(lìyòng)。

海拔(hǎibá)越高,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(fēngjī)转速更慢,

“风大,但(dàn)带不动。”

高原地区风速变化快(kuài)

中午却(què)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(érqì)压低的高海拔地区散热条件差

在极端天气时还会下冰雹、被(bèi)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难题(nántí)。

中央企业(qǐyè)给出了一些作答参考↓↓↓

中国三峡集团(jítuán)措美哲古风电场

中国三峡集团措美(cuòměi)哲古(zhégǔ)(zhégǔ)风电场建设在海拔5000米至5200米之间,总装机72.6兆瓦。针对高海拔“有气无力”问题,机组(jīzǔ)选择了叶片长度更长的风机产品,加大(jiādà)机组扫风面积,增强(zēngqiáng)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(yánfā)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(cóngér)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(shòumìngduǎn)。但是,由于采取(cǎiqǔ)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(sàjiā)30万千瓦风光储一体化项目

2024年11月,中核萨迦30万千瓦风光储一体化项目全容量并网成功,其中风电场区最高海拔为5194米(mǐ),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(le)可以根据风速自动调整叶片角度和(hé)转速的智能机型。同时选择叶片长度更长的风机产品,加大机组扫风面积(miànjī),增强捕风能力。在正常运行下,单个风机叶片每转动(zhuàndòng)1小时可产生电量(diànliàng)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琼结60MW风电项目(xiàngmù)

华电西藏山南琼结60MW风电项目平均海拔(hǎibá)5000米(mǐ)以上,其中最高的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(gāohán)、缺氧(quēyǎng)、大风的高海拔地区,混凝土施工也遇到了“高原反应”。为此,项目团队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(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(níngjié)异常(yìcháng)、运输效率低(dī)、机械功率衰减等难题。

华能共和切吉30万千瓦风电项目(xiàngmù)

华能共和切吉30万千瓦(wànqiānwǎ)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,混凝土易出现离析风险,成为制约施工进度的主要因素。项目团队(tuánduì)调研百公里范围内商(nèishāng)混站产能、运输路线、通行能力及成本构成(gòuchéng),科学制定混凝土供应方案,保障近(jìn)50000立方米混凝土连续供应,为风机(fēngjī)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(guójiā)电投青海诺木洪风电场

国家电投(diàntóu)青海诺木洪风电项目,是世界(shìjiè)首条±800kV青豫(qīngyù)直流特高压清洁能源外送通道(tōngdào)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(gōngkè)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校准,将螺栓安装误差严格控制在(zài)<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(tónglèi)高原项目工期缩短30%以上,安装合格率(hégélǜ)达(dá)100%

国家能源集团龙源电力青海探月风电场(fēngdiànchǎng)

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(gāoyuán)无人区,“通信盲区+交通(jiāotōng)禁区”的特殊环境,让风电场人员(rényuán)难至、维护(wéihù)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(bùshǔ)高精度传感器,实时采集机组振动、温度、应力等运行数据(shùjù),实现对核心部件的实时监测,提前预警潜在故障(gùzhàng),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系统,就(jiù)像是给每个风机(fēngjī)都配备(pèibèi)了一个私人医生(yīshēng),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(rì),中广核青海冷湖广竣50万千瓦(wànqiānwǎ)风电项目(xiàngmù)成功全容量(róngliàng)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34摄氏度。中广核将充分发挥技术优势,创新引入(yǐnrù)“线性菲涅尔”光热供暖技术,这在国内(guónèi)海拔3000米以上高寒地区新能源场站尚属首次应用,将有效提升风电场供暖的(de)安全性(ānquánxìng)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(píngfāngmǐ),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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