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世界屋脊裝上“大風車”

2024年08月27日09:33 | 來源:科技日報
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藍天白雲蓋青山,雪域高原好風光。西藏不僅有絕美風景,更蘊藏著豐富能源寶藏。風電資源,便是其中之一。

  近日,世界在建最高海拔風電項目——大唐西藏能源開發有限公司八宿100兆瓦保障性並網風電項目(以下簡稱“八宿風電項目”)首台風機,在海拔5200余米的藏東南高原順利完成吊裝。項目位於西藏自治區昌都市八宿縣邦達鎮、卡瓦白慶鄉,預計今年10月底全面建成投產。投產后,每年可新增清潔電量2.23億千瓦時以上。

  與燃煤電廠相比,按照供電標煤煤耗計算,項目每年可節約標准煤約7.31萬噸,減少二氧化碳排放量約18.28萬噸、二氧化硫排放量約621.39噸、煙塵排放量約3333.56噸、氮氧化合物排放量約540.97噸。

  “項目能源效益、生態效益、社會效益顯著,不僅能有效補充西藏能源供應,還能有力緩解本地電力工業的環境保護壓力,對帶動區域經濟快速發展起到積極作用。”大唐西藏能源開發有限公司所屬企業——西藏大唐國際怒江上游水電開發有限公司黨委書記、執行董事安鋼對記者說。

  風光互補持續發電

  2022年,國家能源局印發的《關於促進西藏能源高質量發展的指導意見》提出,著力加快國家清潔能源基地建設,提升能源安全保障能力﹔著力強化本地支撐電源建設,提升清潔能源供應能力﹔著力強化能源基礎設施建設,提升電力普遍服務水平﹔著力推動能源消費轉型升級,建設國家可再生能源利用示范區,加快構建清潔低碳、安全高效的能源體系,為促進西藏經濟高質量發展和社會長治久安提供堅強可靠能源保障。

  當前,西藏能源結構主要以水電和光伏為主,水力發電量佔總發電量的89.81%,太陽能發電量佔7.73%,二者的開發利用比較成熟。然而,無論是水力發電還是光伏發電,均存在一定周期性——水力發電夏盈冬缺,光伏發電晝盈夜缺。

  如何解決這一問題?發展風力發電是一種可行方式。

  西藏地處世界屋脊青藏高原,由於地勢地形特殊、晝夜溫差大等原因,風能資源豐富。據初步估算,西藏風能資源在7米/秒以上的區域約佔全區面積的30%,主要分布於海拔4800米以上的高山地區,技術可開發量約1.8億千瓦。

  “近年來的科技創新和工程實踐有力証明,西藏風能不僅具有相當大的開發價值,且能產生顯著經濟社會效益。”大唐八宿風電項目負責人王洪浪介紹,公司深入分析研判昌都地區資源情況后發現,當地風能白天小、夜晚大,與光伏發電正好相反。“開發八宿風電項目並將其所發電能接入昌都電網,能形成風光互補,在光伏發電和水力發電的低谷期持續產出充足、清潔的電力資源,實現可再生能源的最大化利用。”王洪浪說。

  預防風機“高原反應”

  在新能源項目中,一般將海拔3500米至5500米的地方稱為超高海拔地區。八宿風電項目就是不折不扣的超高海拔地區新能源項目,場址平均海拔5050米,風機機艙最高海拔5305米。

  人類進入超高海拔地區可能會產生高原反應,低海拔地區的風電機組如果不加改進直接安裝在超高海拔地區,也會有“高原反應”:超高海拔地區空氣稀薄,風電機組穩定性差﹔散熱條件差,容易導致風機軸承過熱,降低機組使用壽命。這會極大影響風電項目效益,甚至會產生一定安全隱患。“我們針對高海拔地區特性,精心選擇風電機組類型,並進行一系列特殊設計。”王洪浪說。

  在機組類型選擇上,八宿風電項目選擇了高效微風風力發電機組。項目所在區域空氣密度低,導致風功率密度較低,傳統風電機組可能“吃不飽”。“因此,我們在項目中選擇了高效微風風力發電機組,以更好適應低風速、低風功率密度的特殊環境。據測算,相比於傳統風電機組,高效微風風力發電機組能將風能轉化效率提高約20%。”王洪浪說。

  在機組優化設計方面,八宿風電項目通過增加葉片長度、調整主控參數,提高機組效率﹔優化發電機、變流器、冷卻風扇等關鍵部件的散熱性能﹔提高各電氣零件的絕緣和耐壓等級,增加電機、變頻器的銅排或母線間隙值,加強絕緣和耐壓性能﹔在風機葉片表面採用防輻射涂層,以更好應對高海拔地區陽光輻射等。

  八宿風電項目總共要安裝20台風機,風機輪轂中心高度110米,葉輪直徑195米,葉片最大掃風面積超過3萬平方米,相當於4個多標准足球場的面積。在滿發風速下,單台機組每轉動一圈可發電9.5千瓦時。

  在安鋼看來,八宿風電項目只是一個開始。政策積極引導、技術不斷突破以及西藏能源基礎設施逐漸完善,將助力西藏發展風電。

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  高海拔風電項目加速落地

  日前,吉措百兆瓦風電儲能一體化項目在西藏那曲市色尼區正式開工,場址平均海拔達5000米。項目規劃建設18台單機容量5.6兆瓦的風力發電機組,總裝機容量達100兆瓦﹔同步配套的儲能系統,可以連續4個小時輸出8萬千瓦時電能。

  此前,歐瑪亭嘎100兆瓦風電項目已在那曲市色尼區建成投產,場址平均海拔達4650米。項目由25台單機容量4兆瓦的風機組成,總裝機容量達100兆瓦。項目每年可提供清潔電能約2億千瓦時,滿足當地23萬人1年用電量,節約標准煤約6萬噸,減少二氧化碳排放量約16萬噸。

  2023年8月,位於海拔5000米以上的西藏措美哲古風電場首批5台單機容量3.6兆瓦的風力發電機組成功並網發電。這是西藏首個超高海拔風電開發技術研究和科技示范項目,也是首個並入西藏主電網的風電項目。

  諸多高海拔風電項目加速落地,為風電產業發展注入新動能,助推新型電力系統建設。(記者 李詔宇)

(責編:王仁宏、李楠樺)

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