世界屋脊裝上“大風(fēng)車”

藍(lán)天白云蓋青山，雪域高原好風(fēng)光。西藏不僅有絕美風(fēng)景，更蘊(yùn)藏著豐富能源寶藏。風(fēng)電資源，便是其中之一。

近日，世界在建最高海拔風(fēng)電項(xiàng)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(fēng)電項(xiàng)目(以下簡稱“八宿風(fēng)電項(xiàng)目”)首臺風(fēng)機(jī)，在海拔5200余米的藏東南高原順利完成吊裝。項(xiàng)目位于西藏自治區(qū)昌都市八宿縣邦達(dá)鎮(zhèn)、卡瓦白慶鄉(xiāng)，預(yù)計(jì)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(shí)以上。

與燃煤電廠相比，按照供電標(biāo)煤煤耗計(jì)算，項(xiàng)目每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)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(xiàng)目能源效益、生態(tài)效益、社會效益顯著，不僅能有效補(bǔ)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(hù)壓力，對帶動區(qū)域經(jīng)濟(jì)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(fēng)光互補(bǔ)持續(xù)發(fā)電

2022年，國家能源局印發(fā)的《關(guān)于促進(jìn)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(qiáng)化本地支撐電源建設(shè)，提升清潔能源供應(yīng)能力;著力強(qiáng)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(fèi)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(jìn)西藏經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和社會長治久安提供堅(jiān)強(qiáng)可靠能源保障。

當(dāng)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(fēng)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(fēng)能資源豐富。據(jù)初步估算，西藏風(fēng)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(shí)踐有力證明，西藏風(fēng)能不僅具有相當(dāng)大的開發(fā)價(jià)值，且能產(chǎn)生顯著經(jīng)濟(jì)社會效益。”大唐八宿風(fēng)電項(xiàng)目負(fù)責(zé)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(dāng)?shù)仫L(fēng)能白天小、夜晚大，與光伏發(fā)電正好相反。“開發(fā)八宿風(fēng)電項(xiàng)目并將其所發(fā)電能接入昌都電網(wǎng)，能形成風(fēng)光互補(bǔ)，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(shí)現(xiàn)可再生能源的最大化利用。”王洪浪說。

預(yù)防風(fēng)機(jī)“高原反應(yīng)”

在新能源項(xiàng)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(fēng)電項(xiàng)目就是不折不扣的超高海拔地區(qū)新能源項(xiàng)目，場址平均海拔5050米，風(fēng)機(jī)機(jī)艙最高海拔5305米。

人類進(jìn)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(fēng)電機(jī)組如果不加改進(jìn)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(fēng)電機(jī)組穩(wěn)定性差;散熱條件差，容易導(dǎo)致風(fēng)機(jī)軸承過熱，降低機(jī)組使用壽命。這會極大影響風(fēng)電項(xiàng)目效益，甚至?xí)a(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(fēng)電機(jī)組類型，并進(jìn)行一系列特殊設(shè)計(jì)。”王洪浪說。

在機(jī)組類型選擇上，八宿風(fēng)電項(xiàng)目選擇了高效微風(fēng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。項(xiàng)目所在區(qū)域空氣密度低，導(dǎo)致風(fēng)功率密度較低，傳統(tǒng)風(fēng)電機(jī)組可能“吃不飽”。“因此，我們在項(xiàng)目中選擇了高效微風(fēng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，以更好適應(yīng)低風(fēng)速、低風(fēng)功率密度的特殊環(huán)境。據(jù)測算，相比于傳統(tǒng)風(fēng)電機(jī)組，高效微風(fēng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組能將風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率提高約20%。”王洪浪說。

在機(jī)組優(yōu)化設(shè)計(jì)方面，八宿風(fēng)電項(xiàng)目通過增加葉片長度、調(diào)整主控參數(shù)，提高機(jī)組效率;優(yōu)化發(fā)電機(jī)、變流器、冷卻風(fēng)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(jī)、變頻器的銅排或母線間隙值，加強(qiáng)絕緣和耐壓性能;在風(fēng)機(jī)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(fēng)電項(xiàng)目總共要安裝20臺風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)輪轂中心高度110米，葉輪直徑195米，葉片最大掃風(fēng)面積超過3萬平方米，相當(dāng)于4個(gè)多標(biāo)準(zhǔn)足球場的面積。在滿發(fā)風(fēng)速下，單臺機(jī)組每轉(zhuǎn)動一圈可發(fā)電9.5千瓦時(shí)。

在安鋼看來，八宿風(fēng)電項(xiàng)目只是一個(gè)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(fēng)電。

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高海拔風(fēng)電項(xiàng)目加速落地

日前，吉措百兆瓦風(fēng)電儲能一體化項(xiàng)目在西藏那曲市色尼區(qū)正式開工，場址平均海拔達(dá)5000米。項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)18臺單機(jī)容量5.6兆瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量達(dá)100兆瓦;同步配套的儲能系統(tǒng)，可以連續(xù)4個(gè)小時(shí)輸出8萬千瓦時(shí)電能。

此前，歐瑪亭嘎100兆瓦風(fēng)電項(xiàng)目已在那曲市色尼區(qū)建成投產(chǎn)，場址平均海拔達(dá)4650米。項(xiàng)目由25臺單機(jī)容量4兆瓦的風(fēng)機(jī)組成，總裝機(jī)容量達(dá)100兆瓦。項(xiàng)目每年可提供清潔電能約2億千瓦時(shí)，滿足當(dāng)?shù)?3萬人1年用電量，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約6萬噸，減少二氧化碳排放量約16萬噸。

2023年8月，位于海拔5000米以上的西藏措美哲古風(fēng)電場首批5臺單機(jī)容量3.6兆瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成功并網(wǎng)發(fā)電。這是西藏首個(gè)超高海拔風(fēng)電開發(fā)技術(shù)研究和科技示范項(xiàng)目，也是首個(gè)并入西藏主電網(wǎng)的風(fēng)電項(xiàng)目。

諸多高海拔風(fēng)電項(xiàng)目加速落地，為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入新動能，助推新型電力系統(tǒng)建設(shè)。