“上山、下海、出國”,是我國風電除大基地與低風速外,最重要的三大細分市場。近年來,我國海上風電開發(fā)取得了跨躍式發(fā)展;同時隨著風電技術水平的提高并結合產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來的價格競爭力,在海外市場也取得了一個又一個里程碑。上山,到越來越高的地區(qū),甚至是在西藏自治區(qū)的超高海拔區(qū)域開發(fā)風電,已經(jīng)從理想落地為現(xiàn)實。通過十五年的技術與工程能力的儲備,西藏風電終于迎來了加速發(fā)展時期。
一步一級臺階
一般情況下,1500~3500m被定義為高海拔,3500~5500m為超高海拔。被稱為“生命禁區(qū)”的青藏高原平均海拔在4000m以上,是不折不扣的超高海拔地區(qū)。
超高海拔地區(qū)大氣壓力和空氣密度極低,平均只有沿海地區(qū)的60%,導致風電機組推力嚴重下降、更容易造成葉片失速,并且對氣動性能優(yōu)化、電氣部件絕緣及散熱性能提升、高輻射環(huán)境下機組防護設計優(yōu)化等方面提出了更高要求。另外,過大的晝夜溫差對風電機組材料耐疲勞性也提出較大挑戰(zhàn)。簡而言之,在超高海拔地區(qū)開發(fā)風電,必須解決空氣密度極低時造成的機組葉片失速、電氣絕緣散熱、機艙塔筒葉片防輻射及雷暴等問題。
由于風電機組需要運行20年以上,在這些特殊環(huán)境下的挑戰(zhàn),是無法在試驗環(huán)境下完全模擬的,必須經(jīng)過漫長的現(xiàn)場考驗,并不斷加以改善。早在15年前的千瓦級風電機組上,我國就已經(jīng)實施了高海拔風電機組的批量化項目開發(fā),為日后風電從高海拔到超高海拔開發(fā)步步為營,從云南、四川、青海到西藏一步一級臺階,打下堅實基礎。
2008年12月6日,由中國水電集團投資建設,中法兩國在氣候變化領域合作的重大代表性項目?大理者磨山風電場順利投產(chǎn)發(fā)電。該項目的投運,對中國高海拔風電技術的早期探索意義重大。它是云南首個風電項目,位于大理市下關南側的者磨山上,建成時為我國最高海拔風電項目。
這個項目的投產(chǎn),還標志著云南省長期以來以水電、火電為電力能源結構的歷史將被改寫,在每年11月至次年5月的枯水期,風電可為電網(wǎng)帶來補充,開創(chuàng)了“風水互補”的能源建設新格局。
據(jù)了解,大理者磨山風電場總裝機容量7.875萬千瓦,共安裝105臺金風科技750kW機型,是我國最早一批針對高海拔環(huán)境進行了技術優(yōu)化的風電機組。可以說,正是這些機組在十五年前的投運,開創(chuàng)了高海拔、低空氣密度、特殊地理環(huán)境下風電場建設的先河,填補了國內外高海拔風電建設的空白,為相關技術進步積累了豐富經(jīng)驗。
持續(xù)優(yōu)化完善
隨著我國風電進入規(guī)?;l(fā)展階段,高海拔區(qū)域相對集中的云南、青海與四川三省,開始積極發(fā)展風電。中國可再生能源學會風能專業(yè)委員會(CWEA)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,截至2022年年底,云南、青海、四川的風電累計裝機容量,分別達到1162.6萬千瓦、1028.9萬千瓦、646.6萬千瓦。數(shù)十個3000m以上海拔高度的項目得到開發(fā),使高海拔風電技術應用更為廣泛而成熟。
在西藏規(guī)?;_發(fā)超高海拔風電項目,時機已經(jīng)成熟。事實上,早在2010年8月,龍源下屬中能公司,就在那曲縣、安多縣青藏公路附近各建一座80m高的測風塔。2011年年底,西藏自治區(qū)發(fā)展改革委向國家能源局提交《那曲高海拔風電場項目建議書》;2012年3月,該項目獲得國家能源局批復。2013年11月3日,龍源那曲高海拔試驗風電項目實現(xiàn)首批機組并網(wǎng)。這個項目海拔高度4700m,是西藏風電“零”的突破,填補了全國最后一個省份的風電開發(fā)空白,也創(chuàng)造了當時世界風電項目最高海拔的紀錄。
龍源那曲高海拔試驗風電項目最初規(guī)劃總容量為4.95萬千瓦,但實際投運0.75萬千瓦,安裝了5臺聯(lián)合動力1.5MW機組。雖然該項目只完成了首批機組投運,但我國對于西藏超高海拔風電技術與市場的開拓,并未停下腳步。
三峽西藏措美哲古分散式風電項目
經(jīng)過9年技術改進與相關能力積累,2021年12月22日,西藏第二個風電項目,也是目前世界海拔最高的風電項目,三峽西藏措美哲古分散式風電場首批機組并網(wǎng)發(fā)電。該項目最高機位點輪轂海拔高度達到了5158m,總裝機容量2.2萬千瓦,安裝了5臺運達股份的2.2MW雙饋機型與5臺東方風電的2.XMW永磁直驅機型。
“我們必須解決好超高海拔低溫低氧環(huán)境下施工難、風電設備進藏運輸?shù)缆冯y、超高海拔風電開發(fā)技術難的‘三難’問題。”三峽集團一位參加過該項目建設的人員向《風能》介紹。作為國家超高海拔風電科研示范項目,措美哲古風電場對探索解決高海拔風能資源特性、地理特性、氣候特性復雜多變,風電場選址、測風、設計、開發(fā)建設、運營管理方案,以及風電機組設備元器件選擇、絕緣設計、加工工藝、控制策略等都具有極大的實踐意義,創(chuàng)造了高原風電建設史上的奇跡。
正是因為該項目是全球風電史上第一個5000m以上海拔項目,山南市一位領導在首批機組并網(wǎng)時激動地說:“三峽今天措美風電開發(fā)建設的一小步,就是我們西藏山南清潔能源發(fā)展和進步的一大步。”
迎來規(guī)模開發(fā)
國家氣候中心的數(shù)據(jù)顯示,西藏100m與140m高度風能資源技術可開發(fā)量分別超過5.2億千瓦和6.3億千瓦。CWEA的數(shù)據(jù)顯示,2022年西藏風電累計裝機容量僅為3.1萬千瓦,風電發(fā)展空間巨大。據(jù)《風能》統(tǒng)計,截至2023年上半年,西藏進入建設階段(包括建成投產(chǎn))的風電項目共4個。其中在建項目2個,均為規(guī)模化開發(fā)風電場。
在上述項目穩(wěn)步推進的同時,2023年上半年,西藏風電市場取得了一項歷史性突破?開展對80萬千瓦風電項目的競配工作。
2023年5月18日,西藏自治區(qū)發(fā)展改革委印發(fā)《關于印發(fā)2023年風電、光伏發(fā)電等新能源項目開發(fā)建設方案的通知》(下稱《方案》)指出,為切實保障區(qū)內電力安全供應,根據(jù)各地(市)申報的項目庫儲備情況和區(qū)內電網(wǎng)接網(wǎng)、并網(wǎng)條件,2023年新增風電、光伏發(fā)電等新能源項目建設規(guī)模573.5萬千瓦。
《方案》涉及風電項目共80萬千瓦,包含保障性并網(wǎng)風電項目建設規(guī)模60萬千瓦,主要分布在日喀則市薩迦縣、昌都市八宿縣、那曲市色尼區(qū)、阿里地區(qū)改則縣;市場化并網(wǎng)風電項目建設規(guī)模20萬千瓦,場址位于阿里地區(qū)。
原標題:西藏風電迎來加速發(fā)展期