在超海拔5194公尺的「世界屋脊」,能做什麽?
普通人的第一反應,恐怕是頭暈、呼吸困難、心悸。
中國給出的答案是,建造全球之最。
前段時間,全球超高海拔地區單體容量最大的風電計畫在中國西藏全容量並網成功。
這個中核薩迦30萬千瓦風光儲一體化計畫,代表著超高海拔風電全球最高水平。
西藏為什麽要建風電計畫?
中核薩迦計畫位於西藏日喀則市薩迦縣,北臨雅魯藏布江,南靠喜馬拉雅山,與珠穆朗瑪峰遙遙相望,相距僅140公裏。
計畫總裝機30萬千瓦,年平均發電量超過5.7億度。
其中,風電裝機容量占到了2/3,40台風力發電機組,單機容量為0.5萬千瓦(5百萬瓦),是目前全球超高海拔地區單體容量最大的風電計畫;光伏裝機容量10萬千瓦,同時配套建設1套儲能系統。
中核薩迦30萬千瓦風光儲一體化計畫並網成功
按照分類,5194公尺已屬於超高海拔。
普通人正常呼吸都費勁,建風電可不容易。
首先要面對的是高原地區的極端天氣,如冰雹、雷擊、低溫、覆冰等。
其次,低氣壓會引起電氣絕緣效能降低,高紫外線會導致部份零件加速老化。
中核薩迦風電場
另外,高原空氣稀薄,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。
高原風大,但不穩,風速變化快導致風機功率波動較大,風輪的嚴重不平衡,也對裝置有額外要求。
為解決這些問題,中國的電力工作者研究出世界頂級的超高海拔風力發電技術。
先看硬體。
對風機葉輪進行加寬設計,單個風輪直徑達到183公尺,葉 片 長達90.1公尺,輪轂高度105公尺,總重量483.9噸。
風機風葉除具備防紫外線、防雷、耐低溫、抗覆冰等效能外,還解決了空氣密度低氣壓低導致的推力下降、葉片失速等問題,讓風電機組不再「高反」。
最佳化過冷卻、潤滑、液壓系統的雙饋風力發電機組,非常適合在高海拔、高寒環境中執行。
機組還增強了外絕緣設計,提高了機組的電氣安全性。
生產線上的風電機組
另外,改進版的散熱效能,確保了裝置的穩定執行。
再看軟體。
中國在超高海拔風電技術領域已擁有全套自主技術,從設計之初就體現出威力。
國內的風資源都在大數據平台上,研發人員可以先仿真計算,再模擬實驗,最後進行實地測量和驗證,以便反復推演和實踐有可能遇到的每項問題,讓風電機組在設計上避開很多後續執行的問題。
並網後,每台風電機組都有聯網又獨立的智慧維護和檢測系統,這就像給每台風機配備上私人醫生,能夠即時監測風機狀態,有問題第一時間響應調整,需要的話及時進行維護,大大提高了風電場的執行效率和安全性。
盡管難度極大,建設進展卻極為迅速。
今年3月,中核薩迦的20萬千瓦風電首台機組在東方風電酒泉基地產出並行運,5月首台風電機組成功吊裝,8月透過驗收計畫啟動,10月13日最後一台風機葉輪與機艙在百米高空精準對接,11月在完成最後的聯合偵錯後全容量並網成功。
從發運到並網,只用了不到一年時間,創造了「工程奇跡」。
在計畫建設過程中還面臨著生態環保的挑戰。
相比於水電地熱等新能源計畫,風電計畫對生態系的破壞小很多,沒有大量的土石方,不會改變水體的流動,也不會破壞生物的棲息地。
盡管如此,計畫方還是積極與當地居民和政府溝通,采取了一系列措施減少計畫對當地環境的影響,並且還開展了環保宣傳和教育,提高了當地居民的環保意識。
目前,該計畫正式投入營運,開始向電網輸送電力。
上網電量占日喀則地區用電負荷的20%,保障了當地人民冬季供暖和電力安全供應。
中核薩迦計畫之前,全球第一高海拔風電站也在西藏。
大唐八宿風電站位於八宿縣邦達鎮,場址平均海拔5050公尺,風機最高海拔5200公尺,共安裝20台風電機組。
大唐八宿風電場
大唐八宿風電站於今年4月2日開工,10月31日投產,創造了當年開工當年投產的壯舉。
該計畫每年發電量2.23億度以上,可滿足約23萬人全年的生活用電需求。
除了這兩個風電站,西藏的大型風電站還有很多。
那曲市歐瑪亭嘎風電場總裝機容量100百萬瓦(10萬千瓦),風電場擁有25台風機,單機規模4百萬瓦(0.4萬千瓦),是當時世界超高海拔地區建成投運的單機容量最大、裝機規模最大的風電場。
這個計畫於今年1月並網發電,每年供電量約2億度。
措美哲古風電場是西藏第一個超高海拔風電計畫,位於喜馬拉雅山北麓措美縣哲古鎮,建設海拔5000公尺以上,共有25台風機,總裝機容量72.6百萬瓦。
去年10月,計畫全容量並網發電,也重新整理了當時最高海拔風電計畫的紀錄。
措美哲古風電場
可以看出,近兩年,西藏密集建設了一大批風電計畫,展現了自治區發展超高海拔風電的決心。
那麽,西藏為什麽要大力發展這項技術呢?
第一,最好的風力資源,不用白不用。
西藏風電資源,太有優勢了。
高原晝夜溫差大,冷熱交替造成氣壓變化,氣壓有高低差,就產生風,加之西藏山多、地勢地形特殊、
風口多,西藏的風速較其他地區普遍更大。
全藏區約有30%的區域風速能超過7公尺/秒,技術可開發量約1.1億千瓦。
特別是在5000公尺以上的超高海拔地區,風能資源更為集中。
歐瑪亭嘎風電場
這為風力發電提供了充足的資源基礎。
第二,保障居民用電,拉動當地消費。
風電帶來的電力,直接造福當地居民,保障生活用電。
以中核薩迦為例,正常執行的單個風機葉片每轉動一周可生產約3度電,每執行1小時可產生5000度電,這等於4個普通家庭一年的用電量。
西藏2023年全年發電量137.38億度。今年幾個大計畫並網成功後,風電的年發電量會猛增到14億度,能滿足100萬家庭一年的用電量。
低廉的電價,讓各種電器進入尋常百姓家,拉動當地消費。
第三,風電產業,推動經濟發展。
西藏的新能源不少,地熱、光伏發電都有,發展還更早,自治區嘗到了甜頭,所以對風電也非常歡迎。
立項建設得花錢。風電計畫都是大手筆,投資源源不斷來到西藏。措美哲古風電計畫總投資2.2億元,那曲歐瑪亭嘎風電計畫總投資5.68億元,大唐八宿風電計畫總投資6.8億元,中核薩迦計畫總投資20億元。計畫越幹越大,投資越來越多。
2023年,西藏向外送電25.7億度。2024年,僅風電新增發電量就超過12億度,大風吹來的電,可以直接賣錢。
西藏的野心很大,打算到2050年時,年外送電量超過5000億度。風電肯定要出不少力。
要想富,先修路。風電計畫本身是改善當地交通的契機。比如中核薩迦計畫,施工需要重型汽車參與運輸,就修建了道路和橋梁,改善了當地的交通條件。
此外,風電計畫的建設和營運還為當地提供了就業機會,包括風電裝置制造、安裝、維護等,從而拉動了當地的工業和農業發展。
就業增加,當地居民收入的提升也帶動了他們的消費能力。
與燃煤電廠相比,風電更清潔。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。
風電正在為西藏高品質發展註入澎湃動力。
上馬風電,是西藏電力從無到有、從有到優的縮影。
解放前,西藏電力事業基本空白,僅有的一座小水電站——位於拉薩北郊的奪底水電站,也僅專供少數上層貴族享受。
新中國成立後,西藏的電力事業開始起步,先後建成了拉薩電廠和日喀則火力發電廠。
1965年,納金水電站作為國家「二五」重點工程全面投產,拉薩人民逐步告別了酥油燈。
位於拉薩東郊的納金電站
改革開放後,西藏地市電網和農牧區電網得到快速發展,形成了「水電為主、多能互補、集中與分散結合」的格局。
「十二五」期間,青藏直流聯網工程結束了藏中電網孤網執行的歷史,川藏聯網建成投運,實作了昌都電網與四川電網聯網。
近十年來,國家投資近700億元,建設了多條「電力天路」,並改造升級農村電網,建設「三區三州」電網工程,實作了西藏統一電網建設目標,實作互聯互通。
到2015年,西藏電網供電範圍擴充套件到58個縣,供電人口增加到218萬多人,實作村村通。
自此,包括西藏在內的偏遠山區和高原地區,達成了戶戶通。
目前,西藏已形成了以水電為主,地熱、風能、太陽能等多能互補的綜合能源新體系。
藍天白雲蓋青山,雪域高原好風光。
世界屋脊裝上「大風車」,西藏人民不僅「用上電」,而且「用好電」。
相信未來,西藏發展的動力更強,西藏人民的生活更好。