藍天白云蓋青山，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)電項目(以下簡稱“八宿風(fēng)電項目”)首臺風(fēng)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(fēng)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(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)新和工程實踐有力證明，西藏風(fēng)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(fēng)電項目負責(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?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)電項目并將其所發(fā)電能接入昌都電網(wǎng)，能形成風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)電機組穩(wěn)定性差;散熱條件差，容易導(dǎo)致風(fēng)機軸承過熱，降低機組使用壽命。這會極大影響風(fēng)電項目效益，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(fēng)電項目選擇了高效微風(fēng)風(fēng)力發(fā)電機組。項目所在區(qū)域空氣密度低，導(dǎo)致風(fēng)功率密度較低，傳統(tǒng)風(fēng)電機組可能“吃不飽”。“因此，我們在項目中選擇了高效微風(fēng)風(fēng)力發(fā)電機組，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)電機組，高效微風(fēng)風(fēng)力發(fā)電機組能將風(fēng)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(fēng)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(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、變頻器的銅排或母線間隙值，加強絕緣和耐壓性能;在風(fēng)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(fēng)電項目總共要安裝20臺風(fēng)機，風(fēng)機輪轂中心高度110米，葉輪直徑195米，葉片最大掃風(fēng)面積超過3萬平方米，相當于4個多標準足球場的面積。在滿發(fā)風(fēng)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(fēng)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(fēng)電。
來源：科技日報 記者 李詔宇
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