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世界屋脊裝上“大風車”

2024-08-28 來源:科技日報作者:李詔宇 瀏覽數(shù):498

近日,世界在建最高海拔風電項目——大唐西藏能源開發(fā)有限公司八宿100兆瓦保障性并網(wǎng)風電項目(以下簡稱“八宿風電項目”)首臺風機,在海拔5200余米的藏東南高原順利完成吊裝。項目位于西藏自治區(qū)昌都市八宿縣邦達鎮(zhèn)、卡瓦白慶鄉(xiāng),預(yù)計今年10月底全面建成投產(chǎn)。投產(chǎn)后,每年可新增清潔電量2.23億千瓦時以上。

  藍天白云蓋青山,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(fā)有限公司八宿100兆瓦保障性并網(wǎng)風電項目(以下簡稱“八宿風電項目”)首臺風機,在海拔5200余米的藏東南高原順利完成吊裝。項目位于西藏自治區(qū)昌都市八宿縣邦達鎮(zhèn)、卡瓦白慶鄉(xiāng),預(yù)計今年10月底全面建成投產(chǎn)。投產(chǎn)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(jié)約標準煤約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(tài)效益、社會效益顯著,不僅能有效補充西藏能源供應(yīng),還能有力緩解本地電力工業(yè)的環(huán)境保護壓力,對帶動區(qū)域經(jīng)濟快速發(fā)展起到積極作用。”大唐西藏能源開發(fā)有限公司所屬企業(yè)——西藏大唐國際怒江上游水電開發(fā)有限公司黨委書記、執(zhí)行董事安鋼對記者說。

  風光互補持續(xù)發(fā)電

  2022年,國家能源局印發(fā)的《關(guān)于促進西藏能源高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》提出,著力加快國家清潔能源基地建設(shè),提升能源安全保障能力;著力強化本地支撐電源建設(shè),提升清潔能源供應(yīng)能力;著力強化能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),提升電力普遍服務(wù)水平;著力推動能源消費轉(zhuǎn)型升級,建設(shè)國家可再生能源利用示范區(qū),加快構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系,為促進西藏經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)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(jié)構(gòu)主要以水電和光伏為主,水力發(fā)電量占總發(fā)電量的89.81%,太陽能發(fā)電量占7.73%,二者的開發(fā)利用比較成熟。然而,無論是水力發(fā)電還是光伏發(fā)電,均存在一定周期性——水力發(fā)電夏盈冬缺,光伏發(fā)電晝盈夜缺。

  如何解決這一問題?發(fā)展風力發(fā)電是一種可行方式。

  西藏地處世界屋脊青藏高原,由于地勢地形特殊、晝夜溫差大等原因,風能資源豐富。據(jù)初步估算,西藏風能資源在7米/秒以上的區(qū)域約占全區(qū)面積的30%,主要分布于海拔4800米以上的高山地區(qū),技術(shù)可開發(fā)量約1.8億千瓦。

  “近年來的科技創(chuàng)新和工程實踐有力證明,西藏風能不僅具有相當大的開發(fā)價值,且能產(chǎn)生顯著經(jīng)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(qū)資源情況后發(fā)現(xiàn),當?shù)仫L能白天小、夜晚大,與光伏發(fā)電正好相反。“開發(fā)八宿風電項目并將其所發(fā)電能接入昌都電網(wǎng),能形成風光互補,在光伏發(fā)電和水力發(fā)電的低谷期持續(xù)產(chǎn)出充足、清潔的電力資源,實現(xiàn)可再生能源的最大化利用。”王洪浪說。

  預(yù)防風機“高原反應(yīng)”

  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(qū)。八宿風電項目就是不折不扣的超高海拔地區(qū)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(qū)可能會產(chǎn)生高原反應(yīng),低海拔地區(qū)的風電機組如果不加改進直接安裝在超高海拔地區(qū),也會有“高原反應(yīng)”:超高海拔地區(qū)空氣稀薄,風電機組穩(wěn)定性差;散熱條件差,容易導(dǎo)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(chǎn)生一定安全隱患。“我們針對高海拔地區(qū)特性,精心選擇風電機組類型,并進行一系列特殊設(shè)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(fā)電機組。項目所在區(qū)域空氣密度低,導(dǎo)致風功率密度較低,傳統(tǒng)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(fā)電機組,以更好適應(yīng)低風速、低風功率密度的特殊環(huán)境。據(jù)測算,相比于傳統(tǒng)風電機組,高效微風風力發(fā)電機組能將風能轉(zhuǎn)化效率提高約20%。”王洪浪說。

  在機組優(yōu)化設(shè)計方面,八宿風電項目通過增加葉片長度、調(diào)整主控參數(shù),提高機組效率;優(yōu)化發(fā)電機、變流器、冷卻風扇等關(guān)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;在風機葉片表面采用防輻射涂層,以更好應(yīng)對高海拔地區(qū)陽光輻射等。

  八宿風電項目總共要安裝20臺風機,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,相當于4個多標準足球場的面積。在滿發(fā)風速下,單臺機組每轉(zhuǎn)動一圈可發(fā)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(dǎo)、技術(shù)不斷突破以及西藏能源基礎(chǔ)設(shè)施逐漸完善,將助力西藏發(fā)展風電。


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