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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(yīnwèi)高海拔和纯净的环境,

而被称为“追星”圣地(shèngdì),

便成为了一道(yīdào)亮丽的风景线,

吸引无数游客(yóukè)前来感受

“手可摘星辰”的(de)壮观景象。

冷湖俄博梁雅丹星空呈现出(chéngxiànchū)的银河拱门

而(ér)就在这片绝美的星空之下,

坐落着(zhe)国高海拔地区

单机(dānjī)容量最大的风电场

它有一个充满诗意的名字(míngzì)——

这片辽阔(liáokuò)荒凉的大地,

也(yě)酷似“月球表面”。

国家能源集团青海探月(tànyuè)风电场全景

“高海拔地区”“风电(fēngdiàn)”的组合,

近年来频频(pínpín)进入公众视野,

成为(chéngwéi)能源领域的新焦点。

这些“手可摘星辰(xīngchén)”之地,

自然环境往往(wǎngwǎng)异常严酷——

低氧、大风(dàfēng)、严寒、复杂地形

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“探月”般(bān)

不畏艰险(bùwèijiānxiǎn)、攻坚克难的艰苦探索?

很多人首先想到(xiǎngdào)的都是青藏高原。

这里的山脉多(duō)呈东西走向,

地面海拔高程伴随(bànsuí)纬度的升高

更加助长了西风(xīfēng)的强度和频次。

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(de)区域

约占全区(quánqū)面积30%,

主要分布于海拔(hǎibá)4800米以上的高海拔地区,

风能(fēngnéng)可开发量约1.8亿千瓦,

是风力发电的天然主场(zhǔchǎng)。

世界在役海拔最高风电场(fēngdiànchǎng)——位于西藏昌都的大唐八宿风电场

在高海拔地区(dìqū)发展风电,

还(hái)能为当地能源结构起到积极作用

西藏能源结构(jiégòu)以水电和光伏为主,

二者的开发利用比较(bǐjiào)成熟。

无论是水力发电还是(háishì)光伏发电,

均存在一定(yídìng)周期性——

水电夏季充沛但(dàn)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(bǐ)最高的省份青海,

“昼强夜弱”的特性同样存在(cúnzài)。

中广核青海冷湖广(húguǎng)竣50万千瓦风电项目

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(kě)再生能源的最大化利用。

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(dìqū)风机转速更慢,

“风大(fēngdà),但带不动。”

高原地区风速变化(biànhuà)快

中午却(què)刮起超强大风,

剧烈(jùliè)变化的风速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

在极端天气(tiānqì)时还会下冰雹、被雷劈。

以及设备(shèbèi)性能提出更高要求,

高(gāo)海拔地区高寒、缺氧、大风的环境,

也给风电场的建设与运维出(yùnwéichū)了难题。

中央企业给出(gěichū)了一些作答参考↓↓↓

中国三峡集团措美哲古风电场(fēngdiànchǎng)

中国三峡集团措美哲古风电场(fēngdiànchǎng)建设在海拔(hǎibá)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(wèntí),机组(jīzǔ)选择了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(nénglì)。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(jiāoyījí)面漆涂层,以(yǐ)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(yào)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(gāoyuán)风机寿命已经达到和平原风机同等的水平

中核萨迦30万千瓦风光储(chǔ)一体化项目

2024年11月,中核(zhōnghé)萨迦30万千瓦风光储(chǔ)一体化(yītǐhuà)项目全容量并网成功,其中风电场(fēngdiànchǎng)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(jiǎodù)和转速的智能机型。同时选择叶片长度(chángdù)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,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(jiànshè)中的华电西藏山南琼结60MW风电项目

华电西藏山南琼结60MW风电项目平均海拔(hǎibá)5000米以上,其中最高的3号风机(fēngjī)海拔达到5370米,刷新了(le)全球风电在建项目海拔最高纪录。


风机基础的浇筑质量是(shì)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,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,精密安排布料方式、运输(yùnshū)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(xiàolǜ)低(dī)、机械功率(gōnglǜ)衰减等难题。

华能共和切吉30万千瓦(wànqiānwǎ)风电项目

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(diānbǒ),混凝土易出现离析(líxī)风险,成为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(hùnzhàn)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(gōngchéng)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(nuòmùhóng)风电场

国家电投青海诺木洪风电项目,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(héxīn)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(rǎodòng)易偏移,传统测量方法(cèliángfāngfǎ)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,国家电投黄河公司创新测量技术,采用全站仪(quánzhànyí)与激光定位系统实时校准,将螺栓安装(ānzhuāng)误差严格控制(yángékòngzhì)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(yǐshàng),安装合格率达100%

国家能源集团龙源(lóngyuán)电力青海探月风电场

国家能源集团龙源(lóngyuán)电力青海探月风电场地处平均海拔2850米(mǐ)的高原无人区,“通信盲区+交通禁区”的特殊(tèshū)环境,让风电场人员难至、维护(wéihù)困难(kùnnán)。


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,实时采集机组(jīzǔ)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(màixiàng)“主动预防”

大唐八宿风电场最高点海拔(hǎibá)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(cǎiyòng)了智能维护和检测系统,就像是给每个风机都配备(pèibèi)了一个私人医生,不管哪台风(táifēng)机出了故障或是隐患,都会实时(shíshí)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(húguǎng)竣50万千瓦风电项目

2024年12月30日,中广核青海冷湖广(húguǎng)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(dōngjì)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“线性菲涅尔”光热供暖(gòngnuǎn)(gòngnuǎn)技术,这在国内海拔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(fēngdiànchǎng)供暖的安全性和舒适性。

根据规划(guīhuà),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1600平方米,能够给场站办公(bàngōng)区域提供每平方米(měipíngfāngmǐ)40瓦的热量。

科技铸盾!从台风“蝴蝶” 看防灾减灾技术新突破

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