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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

位于青藏高原柴达木盆地(cháidámùpéndì)

因为高海拔(hǎibá)和纯净的环境,

而被(bèi)称为“追星”圣地,

便(biàn)成为了一道亮丽的风景线,

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(ébóliáng)雅丹星空呈现出的银河拱门

而(ér)就在这片绝美的星空之下,

坐落着国高(gāo)海拔地区

单机容量(róngliàng)最大的风电场

它有(yǒu)一个充满诗意的名字——

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风电场全景(quánjǐng)

“高(gāo)海拔地区”“风电”的组合,

近年来频频进入公众(gōngzhòng)视野,

成为能源领域的新焦点(jiāodiǎn)。

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(yánhán)、复杂地形

为什么风电场(fēngdiànchǎng)要选择建在

环境恶劣的高(gāo)海拔地区?

又蕴含着哪些“探月”般(bān)

不畏艰险、攻坚克难(gōngjiānkènán)的艰苦探索?

很多人首先想到的都(dōu)是青藏高原。

这里的山脉多呈东西(dōngxī)走向,

地面海拔高程(gāochéng)伴随纬度的升高

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(miǎo)以上的区域

约(yuē)占全区面积30%,

主要分布于海拔4800米(mǐ)以上的高海拔地区,

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(zài)役海拔最高风电场——位于西藏昌都的大唐八宿风电场

在高海拔地区发展(fāzhǎn)风电,

还能为当地能源结构起到积极(jījí)作用

西藏(xīzàng)能源结构以水电和光伏为主,

二者(èrzhě)的开发利用比较成熟。

无论是水力发电(fādiàn)还是光伏发电,

均(jūn)存在一定周期性——

水电夏季充沛但冬季紧缺(jǐnquē);

而光伏发电则(zé)白天丰盈夜里无法发电。

全国新能源(xīnnéngyuán)占比最高的省份青海,

“昼强夜弱”的特性(tèxìng)同样存在。

中广核青海冷湖广竣(jùn)50万千瓦风电项目

而不受日照影响(yǐngxiǎng)、往往冬季发电量大的

则可以在光伏和水电(shuǐdiàn)的低谷期

持续产出充足(chōngzú)、清洁的电力资源,

实现可再生能源(zàishēngnéngyuán)的最大化利用。

海拔越(yuè)高,空气越稀薄。

因此(yīncǐ)与平原地区同等风速条件相比,

高海拔地区风机转速更慢(gèngmàn),

“风大(fēngdà),但带不动。”

高原地区风速变化快(kuài)

中午却刮起超强大风(dàfēng),

剧烈变化的风速导致风机功率波动(bōdòng)较大。

而气压低的高海拔地区散热(sànrè)条件差

在极端(jíduān)天气时还会下冰雹、被雷劈。

以及(yǐjí)设备性能提出更高要求,

高海拔地区高寒(gāohán)、缺氧、大风的环境,

也(yě)给风电场的建设与运维出了难题。

中央企业给出了一些作答(zuòdá)参考↓↓↓

中国三峡集团(jítuán)措美哲古风电场

中国三峡(sānxiá)集团措美(cuòměi)哲古风电场建设在(zài)海拔5000米至5200米之间,总装机72.6兆瓦。针对高海拔“有气无力(yǒuqìwúlì)”问题,机组选择了(le)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。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(mǐzuǒyòu),使其扫风面积增加了近30%。


针对高海拔地区恶劣的气候(qìhòu)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,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,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(dútè)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(wànqiānwǎ)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(xiàngmù)全容量并网成功,其中风电场区最高海拔(hǎibá)为(wèi)5194米,是目前全球超高海拔区域(qūyù)单体容量最大的风电项目


针对超高海拔风力资源特性,项目采用了可以根据风速(fēngsù)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(pǔtōngjiātíng)的一年(yīnián)用电需求。

建设中的华电西藏山南琼结60MW风电(fēngdiàn)项目

华电西藏山南琼结60MW风电项目(xiàngmù)平均海拔5000米以上,其中最高(zuìgāo)(gāo)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(jiànshè)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(pèibǐ)、采用高效保温措施、严格控制温度(wēndù)变化等技术手段,精密安排布料方式、运输路线(lùxiàn)、罐车调度、备用设备(shèbèi)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(gònghé)切吉30万千瓦风电项目

华能共和切吉(qièjí)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。项目团队调研百公里范围内商混站产能、运输(yùnshū)路线、通行能力及(jí)成本构成,科学(kēxué)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风电场(fēngdiànchǎng)

国家电投青海诺木洪风电项目(xiàngmù),是世界首条±800kV青豫直流特高(gāo)压清洁能源外送通道的(de)核心配套工程。项目平均海拔(hǎibá)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(yì)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(wěndìngxìng)。项目在6个月内高效完成140台2.5兆瓦风机的安装调试(tiáoshì),较同类(tónglèi)高原项目工期缩短30%以上,安装合格率达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(lóngyuán)电力青海探月风电场地处平均海拔2850米的高原无人区,“通信盲区+交通禁区”的特殊环境,让(ràng)风电场人员难至、维护困难。


为此(wèicǐ),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(gāojīngdù)传感器,实时采集机组振动、温度、应力等运行数据,实现(shíxiàn)对核心部件的实时监测,提前预警(yùjǐng)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(zhǔdòng)预防”

大唐八宿风电场最高点海拔5200米(mǐ),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(yígè)私人医生,不管(bùguǎn)哪台风(táifēng)机出了故障或是隐患,都会实时传送(chuánsòng)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(yuè)30日,中广核青海冷湖广竣50万千瓦风电项目成功全容量(róngliàng)并网发电。青海冷湖地区常年寒冷(hánlěng)多风,冬季时间从每年10月份(yuèfèn)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(kě)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(fēinièěr)”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(chǎngzhàn)尚属(shàngshǔ)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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