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(bèi)称为“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”的壮观景象(jǐngxiàng)。
冷湖俄博梁雅丹星空呈现出的银河拱门(gǒngmén)
而(ér)就在这片绝美的星空之下,
坐落着我国高海拔地区
单机容量最大的风电场(fēngdiànchǎng),
它有一个充满诗意的名字(míngzì)——
这片(zhèpiàn)辽阔荒凉的大地,
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”与“风电”的组合,
近年来频频(pínpín)进入公众视野,
成为能源领域的(de)新焦点。
这些“手可摘星辰”之地(zhīdì),
自然环境往往异常严酷(yánkù)——
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(tànyuè)”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(de)山脉多呈东西走向,
地面海拔(hǎibá)高程伴随纬度的升高
更加(gèngjiā)助长了西风的强度和频次。
青藏高原有着丰富(fēngfù)的风能资源。
风能资源在7米/秒以上的区域(qūyù)
约占(zhàn)全区面积30%,
主要分布于海拔4800米以上的高海拔地区(dìqū),
风能可开发量约(yuē)1.8亿千瓦,
是风力发电的(de)天然主场。
世界在役海拔最高风电场——位于西藏昌都的(de)大唐八宿风电场
在高海拔地区发展风电(fēngdiàn),
还能为当地能源(néngyuán)结构起到积极作用。
西藏能源结构以水电(shuǐdiàn)和光伏为主,
二者的开发利用比较成熟(chéngshú)。
无论是(wúlùnshì)水力发电还是光伏发电,
均(jūn)存在一定周期性——
水电(shuǐdiàn)夏季充沛但冬季紧缺;
而(ér)光伏发电则白天丰盈夜里无法发电。
全国新能源(xīnnéngyuán)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50万千瓦风电项目(xiàngmù)
而不受(bùshòu)日照影响、往往冬季发电量大的
则可以在光伏(guāngfú)和水电的低谷期
持续产出充足、清洁的电力资源(zīyuán),
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(fēngsù)条件相比,
高(gāo)海拔地区风机转速更慢,
“风大,但带不动(bùdòng)。”
高原地区风速变化快(kuài),
中午却刮起(guāqǐ)超强大风,
剧烈变化的(de)风速导致风机功率波动较大。
而气压低的高海拔地区散热条件(tiáojiàn)差,
在极端天气时还(hái)会下冰雹、被雷劈。
以及设备性能(xìngnéng)提出更高要求,
高海拔地区高寒、缺氧、大风的(de)环境,
也给风电场的建设与运维出了难题(nántí)。
中央企业给出了一些作答参考(cānkǎo)↓↓↓
中国(zhōngguó)三峡集团措美哲古风电场
中国三峡集团措美哲古风电场建设在(zài)海拔(hǎibá)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(sǎofēng)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(guòchéng)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(qìliú)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(bǐ)平原风机的寿命短。但是,由于(yóuyú)采取了一系列(yīxìliè)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(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全容量并网成功,其中风电场区最高海拔为5194米,是(shì)目前全球超高(chāogāo)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,项目采用了可以根据风速自动调整(tiáozhěng)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(jīzǔ)扫风面积,增强捕风能力(nénglì)。在正常运行下,单个风机叶片每转动(zhuàndòng)1小时可产生电量5000度,满足4个普通家庭(pǔtōngjiātíng)的一年用电需求。
建设中的华电(huádiàn)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(hào)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(jīchǔ)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(hùnníngtǔ)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(bǎowēn)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、罐车调度(diàodù)、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(jīxiè)功率衰减等难题。
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(hǎibá)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(zhǔyào)因素。项目团队调研百公里范围内商混站产能、运输路线(lùxiàn)、通行能力及(jí)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(jīchǔ)、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
国家电投青海诺木洪风电项目,是世界首条±800kV青豫直流特高压清洁能源外送通道的(de)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(diàozhuāng)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(nányǐ)保障基础定位与螺栓对接的毫米级容差要求(yāoqiú)。
为攻克难题,国家电投黄河公司创新测量技术,采用(cǎiyòng)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(xiǎnzhù)提升基础稳定性。项目在6个月(yuè)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(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场(fēngdiànchǎng)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(rényuán)难至、维护困难。
为此,探月风电场搭载了基于(jīyú)传感器(chuángǎnqì)与数字孪生模型的超(chāo)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“主动预防”。
大唐八宿风电场最高(zuìgāo)点(zuìgāodiǎn)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。电站整体采用了(le)智能维护和检测系统,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,保障设备稳定运行。
中广核青海冷湖广竣50万千瓦风电(fēngdiàn)项目
2024年12月30日,中广核青海冷湖广竣50万千瓦风电(fēngdiàn)项目成功全容量并网发电。青海冷湖地区常年寒冷(hánlěng)多风,冬季时间从每年10月份到次年(cìnián)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(xiànxìng)菲涅尔”光热供暖技术,这在国内海拔3000米(mǐ)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(de)安全性和舒适性。
根据规划,该项目配置的太阳能(tàiyángnéng)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(rèliàng)。


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(bèi)称为“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”的壮观景象(jǐngxiàng)。

冷湖俄博梁雅丹星空呈现出的银河拱门(gǒngmén)
而(ér)就在这片绝美的星空之下,
坐落着我国高海拔地区
单机容量最大的风电场(fēngdiànchǎng),
它有一个充满诗意的名字(míngzì)——
这片(zhèpiàn)辽阔荒凉的大地,
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”与“风电”的组合,
近年来频频(pínpín)进入公众视野,
成为能源领域的(de)新焦点。
这些“手可摘星辰”之地(zhīdì),
自然环境往往异常严酷(yánkù)——
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(tànyuè)”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(de)山脉多呈东西走向,
地面海拔(hǎibá)高程伴随纬度的升高
更加(gèngjiā)助长了西风的强度和频次。
青藏高原有着丰富(fēngfù)的风能资源。
风能资源在7米/秒以上的区域(qūyù)
约占(zhàn)全区面积30%,
主要分布于海拔4800米以上的高海拔地区(dìqū),
风能可开发量约(yuē)1.8亿千瓦,
是风力发电的(de)天然主场。

世界在役海拔最高风电场——位于西藏昌都的(de)大唐八宿风电场
在高海拔地区发展风电(fēngdiàn),
还能为当地能源(néngyuán)结构起到积极作用。
西藏能源结构以水电(shuǐdiàn)和光伏为主,
二者的开发利用比较成熟(chéngshú)。
无论是(wúlùnshì)水力发电还是光伏发电,
均(jūn)存在一定周期性——
水电(shuǐdiàn)夏季充沛但冬季紧缺;
而(ér)光伏发电则白天丰盈夜里无法发电。
全国新能源(xīnnéngyuán)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50万千瓦风电项目(xiàngmù)
而不受(bùshòu)日照影响、往往冬季发电量大的
则可以在光伏(guāngfú)和水电的低谷期
持续产出充足、清洁的电力资源(zīyuán),
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(fēngsù)条件相比,
高(gāo)海拔地区风机转速更慢,
“风大,但带不动(bùdòng)。”
高原地区风速变化快(kuài),
中午却刮起(guāqǐ)超强大风,
剧烈变化的(de)风速导致风机功率波动较大。
而气压低的高海拔地区散热条件(tiáojiàn)差,
在极端天气时还(hái)会下冰雹、被雷劈。
以及设备性能(xìngnéng)提出更高要求,
高海拔地区高寒、缺氧、大风的(de)环境,
也给风电场的建设与运维出了难题(nántí)。
中央企业给出了一些作答参考(cānkǎo)↓↓↓

中国(zhōngguó)三峡集团措美哲古风电场
中国三峡集团措美哲古风电场建设在(zài)海拔(hǎibá)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(sǎofēng)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(guòchéng)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(qìliú)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(bǐ)平原风机的寿命短。但是,由于(yóuyú)采取了一系列(yīxìliè)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(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全容量并网成功,其中风电场区最高海拔为5194米,是(shì)目前全球超高(chāogāo)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,项目采用了可以根据风速自动调整(tiáozhěng)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(jīzǔ)扫风面积,增强捕风能力(nénglì)。在正常运行下,单个风机叶片每转动(zhuàndòng)1小时可产生电量5000度,满足4个普通家庭(pǔtōngjiātíng)的一年用电需求。

建设中的华电(huádiàn)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(hào)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(jīchǔ)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(hùnníngtǔ)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(bǎowēn)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、罐车调度(diàodù)、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(jīxiè)功率衰减等难题。

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(hǎibá)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(zhǔyào)因素。项目团队调研百公里范围内商混站产能、运输路线(lùxiàn)、通行能力及(jí)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(jīchǔ)、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
国家电投青海诺木洪风电项目,是世界首条±800kV青豫直流特高压清洁能源外送通道的(de)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(diàozhuāng)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(nányǐ)保障基础定位与螺栓对接的毫米级容差要求(yāoqiú)。
为攻克难题,国家电投黄河公司创新测量技术,采用(cǎiyòng)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(xiǎnzhù)提升基础稳定性。项目在6个月(yuè)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(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场(fēngdiànchǎng)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(rényuán)难至、维护困难。
为此,探月风电场搭载了基于(jīyú)传感器(chuángǎnqì)与数字孪生模型的超(chāo)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“主动预防”。

大唐八宿风电场最高(zuìgāo)点(zuìgāodiǎn)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。电站整体采用了(le)智能维护和检测系统,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,保障设备稳定运行。

中广核青海冷湖广竣50万千瓦风电(fēngdiàn)项目
2024年12月30日,中广核青海冷湖广竣50万千瓦风电(fēngdiàn)项目成功全容量并网发电。青海冷湖地区常年寒冷(hánlěng)多风,冬季时间从每年10月份到次年(cìnián)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(xiànxìng)菲涅尔”光热供暖技术,这在国内海拔3000米(mǐ)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(de)安全性和舒适性。
根据规划,该项目配置的太阳能(tàiyángnéng)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(rèliàng)。


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