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(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，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《關于促進西藏能源高質量發(fā)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(qū)，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(fā)展和社會長治久安提供堅強可靠能源保障。
當前，西藏能源結構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(qū)資源情況后發(fā)現，當地風能白天小、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，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(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)可能會產生高原反應，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”：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(qū)特性，精心選擇風電機組類型，并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(fā)電機組。項目所在區(qū)域空氣密度低，導致風功率密度較低，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，以更好適應低風速、低風功率密度的特殊環(huán)境。據測算，相比于傳統(tǒng)風電機組，高效微風風力發(fā)電機組能將風能轉化效率提高約20%。”王洪浪說。
在機組優(yōu)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(yōu)化發(fā)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;在風機葉片表面采用防輻射涂層，以更好應對高海拔地區(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、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(fā)展風電。
來源：科技日報 記者 李詔宇
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