世界屋脊上的“超大風車”
探訪我國首個超高海拔風電場
圖①：藍天白云下的西藏措美哲古風電場（局部）。
圖②：風機塔筒吊裝現場。
圖③：工作人員正在固定第一節塔筒螺栓。
圖④：工作人員正在對電氣設備進行巡檢。
圖⑤：風機葉片在運輸途中。中國長江三峽集團有限公司 供圖
喜馬拉雅山北麓，西藏自治區措美縣哲古鎮。一座座風電塔筒巍然挺立，一排排“超大風車”隨風而舞……在海拔5050米的西藏措美哲古風電場，隨著首批5臺單機容量3.6兆瓦的風機接入電網，喜馬拉雅的風點亮了青藏高原的燈。
這是我國海拔最高的風電場，此次并網的單機容量3.6兆瓦風機，也是目前我國超高海拔地區已投產容量最大的風電機組。
記者了解到，在風電項目中，一般將海拔3500米至5500米稱為超高海拔地區。作為我國首個超高海拔風電開發技術研究和科技示范項目，中國三峽集團西藏措美哲古風電場也是首個并入西藏主電網的風電項目，其風機建設在海拔5000米至5200米之間，總裝機72.6兆瓦。項目全部投產后，年發電量將超過2億千瓦時，可滿足當地近14萬個家庭一年的用電量。
為何要在“世界屋脊”建設風電場？建設過程中，需要攻克哪些難題、取得哪些重大突破？記者帶您一起探訪我國海拔最高的風電場。
勇闖高寒缺氧、冰雪覆蓋、大風肆虐等難關
一個個看似“不可能”都變成了“可能”
位于喜馬拉雅山北麓的措美縣，最高海拔6777米，最低海拔3266米，海拔落差較大，蘊藏著豐富的風能資源。
然而，在海拔如此高的地方建風電場，對建設者們來說，卻是一場史無前例的“大考”。用建設者們的話說，“每一道關口，都險象環生、困難重重”。
“進場后遇到的第一個難題就是高反，人不適應。”三峽集團西藏措美哲古風電項目部現場負責人王洋至今仍對當時的情況歷歷在目，“呼吸困難、心慌、頭痛，后來通過一些藥物，不適感才逐漸得到緩解。”
除此之外，還有強紫外線、大雪風沙冰雹等惡劣環境的侵擾。“全靠一股‘馭風者’的動力來支撐。”王洋感慨道。
缺氧不缺動力，艱苦不怕吃苦。不只是王洋，哲古風電項目部的每一個人都是一邊努力克服身體不適，一邊緊張投入工作，一道關口一道關口地闖，一個難題一個難題地攻。
內行人知道，風機基礎的澆筑質量是風電場建設的基石。而在高寒高海拔地區，混凝土施工也遇到了“高原反應”。“難就難在高海拔空氣密度低、溫差變化大，混凝土澆筑質量控制壓力大，一旦控制不好很容易產生裂縫。”王洋介紹，風機基礎澆筑不僅要保持溫控，而且必須一次性澆筑成功。
對此，項目團隊多次邀請專家，組織召開安全技術論證會，對混凝土配合比、澆筑質量控制手段、澆筑后養護手段、混凝土供應保障手段等進行科學論證。最終通過改進混凝土原材料、配合比，以及加蓋保溫棚、鋪設電熱毯等措施，解決了風機基礎澆筑難題。
風機的運輸和吊裝，也極具挑戰。
哲古風電項目部大件運輸負責人陳家明介紹，重達三四百噸的風機，從機組制造地出發，需開啟2700公里的漫長“旅途”，方可抵達目的地，其間還需穿越可可西里無人區。
記者了解到，3.6兆瓦的風機輪轂距地面高度超90米，單個葉片長度接近80米。因其大，所以更顯艱難。機艙、輪轂、發電機、槳葉、塔筒……運輸這些大部件總共需要130多輛大型運輸車。對此，項目團隊提前進行了詳細路勘，并針對制約點進行改造等處理，制定完善運輸計劃，確保每一次運送安全順利。
“風機設備吊裝受風的影響較大，而施工現場常年大風，吊裝難度很高。”哲古風電項目部青年工程師李威說，根據以往的統計數據，風機吊裝施工的窗口期是6月至9月，但即便是在窗口期，每天的風速變化也很大，風速突然變大導致吊裝暫停也是常有的事。因此，在吊裝設備選擇、風速預測等方面，項目團隊慎之又慎，利用預測系統及時預測風速，精準安排吊裝計劃。
“每一次突破、每一次成功，大家都歡呼雀躍。”從人員進場到基礎澆筑，從設備運輸到風機吊裝，在哲古風電項目負責人王亮看來，一個個看似“不可能的任務”都變成了“可能”。
超高海拔風電機組自主研發技術取得重大突破
打破高原風能“有氣無力、不具有開發價值”的認知誤區
高海拔地區的風“有氣無力”，這是行業內多年以來的普遍認知。因為風能大小與空氣密度成正比，在高原之上空氣密度低，導致在同等風速下，風機轉速減緩，發電功率下降。也就是說，風大，但帶不動。
沒有經驗可循，更沒有技術可鑒，怎么辦？依靠技術創新、設計優化，措美哲古風電場項目成功實現超高海拔地區高效率發電，標志著我國超高海拔風電機組自主研發技術取得重大突破，創造了世界高原風電建設的奇跡。
“我們這次采用的3.6兆瓦風機葉輪直徑達160米，與其他地區同等功率機組相比，增加了20米左右，使其掃風面積增加了近30%，相當于多出11個籃球場的面積。”哲古風電項目部電力生產負責人尹舒展介紹，針對高海拔環境，風電場的機組選擇葉片長度更長的風電產品，加大掃風面積，增強捕風能力，打破高原風能“有氣無力、不具有開發價值”的認知誤區。
王亮打了一個比方：“如果說平原地區的風是一碗米飯，那么高原地區的風就是一碗稀飯，我們就是通過把碗變大來‘喂飽’風機。”
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，還會影響發電穩定性。與此同時，氣壓低的高海拔地區散熱條件差，容易導致風機軸承過熱，降低機組使用壽命。加之紫外線強度高、高低溫變化劇烈、風沙雨雪沖刷頻繁等，都對風機葉片性能提出了更高要求。
因此，除了增加葉片長度外，針對風機種種“高原反應”，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；優化了葉片氣動外形設計，提高葉片對氣流的適應性，從而穩定機組的功率輸出。
“與低海拔地區機組葉片相比，這樣的技術設計，同時具有高海拔適應性、防紫外線、防雷、耐低溫等技術特點，能最大程度地保護葉片，抵御惡劣環境，保證在嚴酷的自然環境下長期穩定運行。”尹舒展說，高海拔地區的風機壽命一般要比平原風機的壽命短，通過技術革新，哲古風電場的高原風機壽命可達20年以上，與平原風機壽命持平。
不僅如此，哲古風電場還是一個“智慧風場”，項目團隊利用數字化和智能化技術，可實時監控現場天氣情況和機組運行情況，實現潛在故障提前預警，最終在無人值守或少人值班的前提下，降低了故障率，提升了發電量和經濟效益。
“就像人的大腦一樣，智能系統打通風機運行、后臺監控、運營維護單元節點，讓風場自己‘思考’、自我‘管理’。”尹舒展形象地比喻道。
哲古風電場超高海拔風電機組自主研發技術的成功應用，對探索解決高海拔風能資源特性、地理特性、氣候特性具有重要意義，為超高海拔地區風電場選址、測風、設計、開發建設、運營管理等提供重要借鑒。
“項目成功并網發電，填補了超高海拔地區風力發電開發建設的行業空白，形成超高海拔風電場開發建設一攬子解決方案，為后續超高海拔地區實現‘基地化、規模化、集中連片’風電開發奠定了良好基礎。”王亮說。
堅持保護生態與惠及民生并重
為鄉村振興和經濟發展注入新動能
走進措美縣哲古鎮，美麗的草原、潔白的雪山、清澈的湖泊、璀璨的夜景……一幅雪域高原風光畫卷在眼前徐徐展開。
“壯美！震撼！”王亮這樣形容這片雪域高原給他的初印象。但項目團隊也深知，壯美景色背后的“脆弱”。“高原地區生態環境比較脆弱，因此生態環境保護貫穿項目論證、設計到施工的每一個環節。”
在用地上，項目團隊原本規劃設計22臺機組，后來通過設計改造，改成15臺機組，節約了建設用地。
在風機選點上，盡可能在山脊線上布點，以減少對當地居民生產生活的影響。同時，為了保護場地的表土，專門設置了表土堆放區，工程完工以后，再把表土回填，恢復原貌。
“在節約投資和生態保護博弈面前，我們始終堅持生態優先、主動讓路。”王亮介紹，建設現場原來有一段直線穿過的集電線路，剛好遇到一塊保護得很好的牧場，他們寧可“繞路”，也堅決不破壞那一塊草地。
諸如這樣的細節，當地農牧民看在眼里、喜在心間。生態優先、綠色低碳的建設理念之下帶來的穩定電力保障，也讓當地農牧民看到了新的希望，為鄉村振興和經濟發展注入了新動能。
白瑪曲尼是措美縣人，也是哲古風電場的建設者之一。她坦言，在風電場工作不僅能學到技術，而且方便照顧家人，“這在過去想都不敢想”。
不敢想的背后，源于哲古風電場的建設為當地創造的大量就業機會。據了解，當地有數百人參與哲古風電場項目建設。
不僅如此，哲古風電場帶來的穩定電力供應，也改變了當地的生產生活。
在哲古鎮中心經營一家小商店的索朗旦增談起今昔變化，臉上洋溢著燦爛的笑容。他告訴記者，以前時不時會遇到停電問題，影響商店生意，如今電力供應穩定了，生意也跟著好轉起來。
“風電場的并網發電，不僅為我們提供了穩定可靠的電力保障，有力助推了鄉村振興進程，而且逐步實現由傳統農牧業向現代清潔能源產業轉型，推動鄉村經濟的多元化發展。”措美縣農業農村局相關負責人表示。
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