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世界屋脊上的“超大风车”
探访我国首个超高海拔风电场
图①：蓝天白云下的西藏措美哲古风电场（局部）。
图②：风机塔筒吊装现场。
图③：工作人员正在固定第一节塔筒螺栓。
图④：工作人员正在对电气设备进行巡检。
图⑤：风机叶片在运输途中。中国长江三峡集团有限公司 供图
喜马拉雅山北麓，西藏自治区措美县哲古镇。一座座风电塔筒巍然挺立，一排排“超大风车”随风而舞……在海拔5050米的西藏措美哲古风电场，随着首批5台单机容量3.6兆瓦的风机接入电网，喜马拉雅的风点亮了青藏高原的灯。
这是我国海拔最高的风电场，此次并网的单机容量3.6兆瓦风机，也是目前我国超高海拔地区已投产容量最大的风电机组。
记者了解到，在风电项目中，一般将海拔3500米至5500米称为超高海拔地区。作为我国首个超高海拔风电开发技术研究和科技示范项目，中国三峡集团西藏措美哲古风电场也是首个并入西藏主电网的风电项目，其风机建设在海拔5000米至5200米之间，总装机72.6兆瓦。项目全部投产后，年发电量将超过2亿千瓦时，可满足当地近14万个家庭一年的用电量。
为何要在“世界屋脊”建设风电场？建设过程中，需要攻克哪些难题、取得哪些重大突破？记者带您一起探访我国海拔最高的风电场。
勇闯高寒缺氧、冰雪覆盖、大风肆虐等难关
一个个看似“不可能”都变成了“可能”
位于喜马拉雅山北麓的措美县，最高海拔6777米，最低海拔3266米，海拔落差较大，蕴藏着丰富的风能资源。
然而，在海拔如此高的地方建风电场，对建设者们来说，却是一场史无前例的“大考”。用建设者们的话说，“每一道关口，都险象环生、困难重重”。
“进场后遇到的第一个难题就是高反，人不适应。”三峡集团西藏措美哲古风电项目部现场负责人王洋至今仍对当时的情况历历在目，“呼吸困难、心慌、头痛，后来通过一些药物，不适感才逐渐得到缓解。”
除此之外，还有强紫外线、大雪风沙冰雹等恶劣环境的侵扰。“全靠一股‘驭风者’的动力来支撑。”王洋感慨道。
缺氧不缺动力，艰苦不怕吃苦。不只是王洋，哲古风电项目部的每一个人都是一边努力克服身体不适，一边紧张投入工作，一道关口一道关口地闯，一个难题一个难题地攻。
内行人知道，风机基础的浇筑质量是风电场建设的基石。而在高寒高海拔地区，混凝土施工也遇到了“高原反应”。“难就难在高海拔空气密度低、温差变化大，混凝土浇筑质量控制压力大，一旦控制不好很容易产生裂缝。”王洋介绍，风机基础浇筑不仅要保持温控，而且必须一次性浇筑成功。
对此，项目团队多次邀请专家，组织召开安全技术论证会，对混凝土配合比、浇筑质量控制手段、浇筑后养护手段、混凝土供应保障手段等进行科学论证。最终通过改进混凝土原材料、配合比，以及加盖保温棚、铺设电热毯等措施，解决了风机基础浇筑难题。
风机的运输和吊装，也极具挑战。
哲古风电项目部大件运输负责人陈家明介绍，重达三四百吨的风机，从机组制造地出发，需开启2700公里的漫长“旅途”，方可抵达目的地，其间还需穿越可可西里无人区。
记者了解到，3.6兆瓦的风机轮毂距地面高度超90米，单个叶片长度接近80米。因其大，所以更显艰难。机舱、轮毂、发电机、桨叶、塔筒……运输这些大部件总共需要130多辆大型运输车。对此，项目团队提前进行了详细路勘，并针对制约点进行改造等处理，制定完善运输计划，确保每一次运送安全顺利。
“风机设备吊装受风的影响较大，而施工现场常年大风，吊装难度很高。”哲古风电项目部青年工程师李威说，根据以往的统计数据，风机吊装施工的窗口期是6月至9月，但即便是在窗口期，每天的风速变化也很大，风速突然变大导致吊装暂停也是常有的事。因此，在吊装设备选择、风速预测等方面，项目团队慎之又慎，利用预测系统及时预测风速，精准安排吊装计划。
“每一次突破、每一次成功，大家都欢呼雀跃。”从人员进场到基础浇筑，从设备运输到风机吊装，在哲古风电项目负责人王亮看来，一个个看似“不可能的任务”都变成了“可能”。
超高海拔风电机组自主研发技术取得重大突破
打破高原风能“有气无力、不具有开发价值”的认知误区
高海拔地区的风“有气无力”，这是行业内多年以来的普遍认知。因为风能大小与空气密度成正比，在高原之上空气密度低，导致在同等风速下，风机转速减缓，发电功率下降。也就是说，风大，但带不动。
没有经验可循，更没有技术可鉴，怎么办？依靠技术创新、设计优化，措美哲古风电场项目成功实现超高海拔地区高效率发电，标志着我国超高海拔风电机组自主研发技术取得重大突破，创造了世界高原风电建设的奇迹。
“我们这次采用的3.6兆瓦风机叶轮直径达160米，与其他地区同等功率机组相比，增加了20米左右，使其扫风面积增加了近30%，相当于多出11个篮球场的面积。”哲古风电项目部电力生产负责人尹舒展介绍，针对高海拔环境，风电场的机组选择叶片长度更长的风电产品，加大扫风面积，增强捕风能力，打破高原风能“有气无力、不具有开发价值”的认知误区。
王亮打了一个比方：“如果说平原地区的风是一碗米饭，那么高原地区的风就是一碗稀饭，我们就是通过把碗变大来‘喂饱’风机。”
风速的剧烈变化导致风机功率波动较大，不仅有损机组的核心器部件，还会影响发电稳定性。与此同时，气压低的高海拔地区散热条件差，容易导致风机轴承过热，降低机组使用寿命。加之紫外线强度高、高低温变化剧烈、风沙雨雪冲刷频繁等，都对风机叶片性能提出了更高要求。
因此，除了增加叶片长度外，针对风机种种“高原反应”，项目团队在叶片表面采用高耐候性、高耐磨性、高弹性的胶衣及面漆涂层，以延缓叶片老化；优化了叶片气动外形设计，提高叶片对气流的适应性，从而稳定机组的功率输出。
“与低海拔地区机组叶片相比，这样的技术设计，同时具有高海拔适应性、防紫外线、防雷、耐低温等技术特点，能最大程度地保护叶片，抵御恶劣环境，保证在严酷的自然环境下长期稳定运行。”尹舒展说，高海拔地区的风机寿命一般要比平原风机的寿命短，通过技术革新，哲古风电场的高原风机寿命可达20年以上，与平原风机寿命持平。
不仅如此，哲古风电场还是一个“智慧风场”，项目团队利用数字化和智能化技术，可实时监控现场天气情况和机组运行情况，实现潜在故障提前预警，最终在无人值守或少人值班的前提下，降低了故障率，提升了发电量和经济效益。
“就像人的大脑一样，智能系统打通风机运行、后台监控、运营维护单元节点，让风场自己‘思考’、自我‘管理’。”尹舒展形象地比喻道。
哲古风电场超高海拔风电机组自主研发技术的成功应用，对探索解决高海拔风能资源特性、地理特性、气候特性具有重要意义，为超高海拔地区风电场选址、测风、设计、开发建设、运营管理等提供重要借鉴。
“项目成功并网发电，填补了超高海拔地区风力发电开发建设的行业空白，形成超高海拔风电场开发建设一揽子解决方案，为后续超高海拔地区实现‘基地化、规模化、集中连片’风电开发奠定了良好基础。”王亮说。
坚持保护生态与惠及民生并重
为乡村振兴和经济发展注入新动能
走进措美县哲古镇，美丽的草原、洁白的雪山、清澈的湖泊、璀璨的夜景……一幅雪域高原风光画卷在眼前徐徐展开。
“壮美！震撼！”王亮这样形容这片雪域高原给他的初印象。但项目团队也深知，壮美景色背后的“脆弱”。“高原地区生态环境比较脆弱，因此生态环境保护贯穿项目论证、设计到施工的每一个环节。”
在用地上，项目团队原本规划设计22台机组，后来通过设计改造，改成15台机组，节约了建设用地。
在风机选点上，尽可能在山脊线上布点，以减少对当地居民生产生活的影响。同时，为了保护场地的表土，专门设置了表土堆放区，工程完工以后，再把表土回填，恢复原貌。
“在节约投资和生态保护博弈面前，我们始终坚持生态优先、主动让路。”王亮介绍，建设现场原来有一段直线穿过的集电线路，刚好遇到一块保护得很好的牧场，他们宁可“绕路”，也坚决不破坏那一块草地。
诸如这样的细节，当地农牧民看在眼里、喜在心间。生态优先、绿色低碳的建设理念之下带来的稳定电力保障，也让当地农牧民看到了新的希望，为乡村振兴和经济发展注入了新动能。
白玛曲尼是措美县人，也是哲古风电场的建设者之一。她坦言，在风电场工作不仅能学到技术，而且方便照顾家人，“这在过去想都不敢想”。
不敢想的背后，源于哲古风电场的建设为当地创造的大量就业机会。据了解，当地有数百人参与哲古风电场项目建设。
不仅如此，哲古风电场带来的稳定电力供应，也改变了当地的生产生活。
在哲古镇中心经营一家小商店的索朗旦增谈起今昔变化，脸上洋溢着灿烂的笑容。他告诉记者，以前时不时会遇到停电问题，影响商店生意，如今电力供应稳定了，生意也跟着好转起来。
“风电场的并网发电，不仅为我们提供了稳定可靠的电力保障，有力助推了乡村振兴进程，而且逐步实现由传统农牧业向现代清洁能源产业转型，推动乡村经济的多元化发展。”措美县农业农村局相关负责人表示。
