措美哲古風電場項目團隊利用智慧風場的數(shù)字化和智能化技術(shù),，實時監(jiān)控現(xiàn)場天氣情況和機組運行情況,，做到提前預警潛在故障，提前準備備用器部件,，最終在無人值守或少人值班的前提下,，降低了故障率、提升了發(fā)電量和經(jīng)濟效益,。

措美哲古風電場風力發(fā)電機組,。■ 三峽集團供圖

向云端,，山那邊,，水里面……盛夏時節(jié)，坐落在我國西南邊陲的一個偏遠縣城——西藏自治區(qū)山南市措美縣一片祥和,。這里天空蔚藍,、雪山連綿、江水奔騰,，圣潔的雪域高原吹拂的浩蕩長風經(jīng)年不息,。

8月3日，海拔5000多米的措美哲古風電場迎來了它的“高光時刻”：5臺單機容量3.6兆瓦的風力發(fā)電機組威武矗立,，喜馬拉雅北麓的山風呼嘯而至,，帶動葉片徐徐旋轉(zhuǎn)化為電流，轉(zhuǎn)瞬間并入電網(wǎng),，點亮萬家燈火,。

“這是西藏自治區(qū)首個超高海拔風電開發(fā)技術(shù)研究和科技示范項目，也是首個并入西藏主電網(wǎng)的風電項目,?！比龒{集團措美哲古風電場項目負責人王亮告訴筆者，此次投產(chǎn)的3.6兆瓦風電機組是目前我國超高海拔地區(qū)已投產(chǎn)容量最大的風電機組,，待風電場項目全部投產(chǎn)后,，年發(fā)電量將超過2億千瓦時，可以滿足周邊近14萬個家庭一年的用電量,。

青藏高原的優(yōu)質(zhì)風能不可辜負

措美哲古風電場的風機建設在海拔5000米至5200米之間,，總裝機72.6兆瓦。為何要堅持在世界屋脊建設風電場,？王亮的回答言簡意賅：這里的風能資源不可辜負,！

打開中國地形圖，遼闊的青藏高原引人矚目,。這里的山脈多呈東西走向,，地勢由西向東降低，地面海拔高程伴隨緯度的升高發(fā)生急劇變化,，更加助長了西風的強度和頻次,。

氣象數(shù)據(jù)顯示，青藏高原有著豐富的風能資源,，西藏自治區(qū)風能蘊藏量約為1.9億千瓦,，居全國第八位。風能資源在每秒7米以上的區(qū)域約占青藏高原總面積的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。

“目前,，西藏自治區(qū)的電源結(jié)構(gòu)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%,?！蓖趿帘硎荆鞑氐碾娔苓€有著“夏盈冬缺,、晝盈夜缺”的特點,。

由于西藏自治區(qū)基礎電源都是水電和光伏電，因此在冬季來水偏少的情況下,，會有一定程度的缺電,。同樣，光伏電站也是白天日照充足的時候發(fā)電量大,。而措美哲古風電場發(fā)電量最大的時候往往是在冬季,，夜間用電的高峰期也恰是風機發(fā)電最多的時候?！八?，措美哲古風電場的建設，可為改善西藏電源結(jié)構(gòu)起到積極作用,?！蓖趿琳f。

建設高海拔風電場面臨諸多難題

海拔5000米,，已經(jīng)接近超高海拔與極高海拔的臨界點,，其氣流條件、氣壓條件和氣候條件都對機組性能提出了更高的要求,。建設高海拔風電場,，面臨著諸多難題。

業(yè)內(nèi)流行著這么一句話：高海拔地區(qū)的風“有氣無力”,。這是因為風能大小與空氣密度成正比,，而高海拔地區(qū)空氣密度低,，因此與平原地區(qū)同等風速條件相比，這里的風機轉(zhuǎn)速更慢,，發(fā)電功率更低,，總結(jié)成一句話：“風大，但帶不動,?！?/p>

不僅如此，高原地區(qū)風速變化快,，有時早晚風力小,，中午卻刮起超強大風。風速的劇烈變化導致風機功率波動較大,，不僅有損機組的核心器部件,，還對平穩(wěn)發(fā)電造成不利影響。此外,，氣壓低的高海拔地區(qū)散熱條件差,，這就容易導致風機軸承過熱，降低機組使用壽命,。有時,，風機還會面對冰雹、雷劈等極端氣候條件,。在超高海拔環(huán)境中,，還有紫外線強度高、高低溫變化劇烈,、風沙雨雪沖刷頻繁等問題,，這都對風機葉片性能提出了更高要求。

在大家的印象中,，風機總是慢悠悠地旋轉(zhuǎn),，殊不知，風機葉片前緣的運動速度有時可以達到高鐵的時速,。

青藏高原地區(qū)的風機經(jīng)常遇到氣流干擾現(xiàn)象,。王亮告訴筆者，就像大家平時坐飛機遇到氣流干擾時一樣,，高速運動的風機如果遇到氣流干擾,，同樣會發(fā)生顛簸，這會影響發(fā)電效率,。

建設高海拔風電場,，施工也是個難題。一些施工機器也會產(chǎn)生“高原反應”，出現(xiàn)降耗降容的現(xiàn)象,，比如起吊機械時,，由于氧氣不足、燃燒不充分,，導致施工設備無法達到與平原地區(qū)相同的出力效果,。

技術(shù)創(chuàng)新“治好”風機“高原反應”

在如此高的地方建設風電場史無前例，這意味著無經(jīng)驗可循,、無技術(shù)可依。依靠技術(shù)創(chuàng)新,、設計優(yōu)化,，措美哲古風電場項目成功實現(xiàn)了在超高海拔地區(qū)高效率發(fā)電。

針對高海拔環(huán)境,，措美哲古風電場的機組選擇了葉片長度更長的風機產(chǎn)品,，加大機組掃風面積，增強捕風能力,。王亮為科技日報筆者打了一個形象比方：“如果說平原地區(qū)的風是一碗米飯,，那么高原地區(qū)的風就是一碗稀飯，我們要通過把碗變大來‘喂飽’風機,?！币虼耍朊勒芄棚L電場機組的葉輪直徑較其他地區(qū)的同等功率機組增加了20米左右,，使其掃風面積增加了近30%,，相當于多出11個籃球場那么大的面積。

針對高海拔地區(qū)惡劣的氣候環(huán)境,，在風機葉片研發(fā)過程中,，項目團隊在葉片表面采用高耐候性、高耐磨性,、高彈性的膠衣及面漆涂層,，以延緩葉片老化?！叭绻f低海拔地區(qū)機組葉片穿的是普通棉服,，那么高原機組的葉片穿的就是高科技沖鋒衣?！蓖趿帘硎?，這樣的設計能最大程度地保護葉片，抵御惡劣環(huán)境,，保證機組的質(zhì)量和運行壽命,。

針對西藏空氣密度較低這一特點，項目團隊優(yōu)化了葉片的氣動外形設計，提高了葉片對氣流的適應性,，從而穩(wěn)定了機組的功率輸出,。

“為了解決施工建設難題，在措美哲古風電場項目中,，我們借助數(shù)字技術(shù),，最大限度地扭轉(zhuǎn)了自然環(huán)境帶來的困局?！蓖趿粮嬖V筆者,，項目團隊利用智慧風場的數(shù)字化和智能化技術(shù)，實時監(jiān)控現(xiàn)場天氣情況和機組運行情況,，做到提前預警潛在故障,，提前準備備用器部件，最終在無人值守或少人值班的前提下,，降低了故障率,、提升了發(fā)電量和經(jīng)濟效益。

不僅如此,，高海拔地區(qū)的風機壽命一般要比平原風機的壽命短,。但是，由于采取了一系列獨特設計,，措美哲古風電場的高原風機壽命已經(jīng)達到和平原風機同等的水平,，即20年以上。

從海洋到陸地,，從平原到高原甚至沙漠,，近年來，我國持續(xù)推進大型風電光伏等可再生能源建設,。截至2023年上半年,，全國可再生能源裝機達到13.22億千瓦，同比增長18.2%,，歷史性超過煤電,，大約占到我國總裝機的48.8%；其中,，風電裝機3.89億千瓦,，上半年發(fā)電量4628億千瓦時，同比增長20%,。

三峽集團董事長,、黨組書記雷鳴山表示，西藏措美哲古風電場成功建設,，為后續(xù)超高海拔地區(qū)“基地化,、規(guī)模化、集中連片”風電開發(fā)奠定了良好基礎,，對我國超高海拔風電開發(fā)建設和地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展都具有十分重要的意義,。