想要在平均海拔高達5000米的青藏高原上建造風(fēng)電儲能項目到底有多難?風(fēng)電、光伏、儲能,在青藏高原上會面臨什么挑戰(zhàn)?
平均海拔5000米,世界海拔最高的風(fēng)儲一體化項目開工了。
7月31日,吉措百兆瓦風(fēng)電儲能一體化項目開工,該儲能項目坐落于西藏那曲色尼區(qū),風(fēng)機建設(shè)在海拔4850米-5127米之間,平均海拔達5000米。
從規(guī)劃來看,該儲能項目預(yù)計建設(shè)18臺單機容量為5.6 兆瓦的風(fēng)力儲能發(fā)電機組,總儲能裝機容量達100兆瓦;同步配套的儲能系統(tǒng),配置20兆瓦/80兆瓦時構(gòu)網(wǎng)型儲能,可以連續(xù)4個小時輸出8萬度電。儲能項目總投資6.66億元,預(yù)計2025年底建成投產(chǎn),每年可提供清潔電能約2.37億千瓦時,節(jié)約標(biāo)煤約7.2萬噸,減少二氧化碳排放量約19.6萬噸。
01|適合青藏高原的電力方案
青藏高原地廣人稀,土地資源豐富,且擁有豐富的風(fēng)能資源,非常適合發(fā)展風(fēng)電。青藏高原風(fēng)能資源品質(zhì)較高,100米高度、年平均風(fēng)功率密度400瓦每平方米及以上的風(fēng)能資源技術(shù)開發(fā)總量為10.2億千瓦,占全國總量的26%。
然而風(fēng)電儲能存在一定的局限性,在風(fēng)能豐富的時段,發(fā)電量可能會超過構(gòu)網(wǎng)型儲能電網(wǎng)的接納能力;風(fēng)能稀缺的時段,發(fā)電量又可能無法滿足需求。甚至有一部分人,將風(fēng)能發(fā)電比喻為“垃圾電”。此外,光伏發(fā)電則是受陽光強度、角度影響有一定的隨機性。
構(gòu)網(wǎng)型儲能系統(tǒng)正好解決了這兩種發(fā)電方式的硬傷,相比跟網(wǎng)型儲能,它能夠內(nèi)部設(shè)定電壓參數(shù),輸出穩(wěn)定的電壓與頻率。這種特性使得構(gòu)網(wǎng)型儲能系統(tǒng)不僅可以并網(wǎng)運行,還可以離網(wǎng)運行,對儲能電網(wǎng)的支撐能力較強,更適合于新型儲能電力系統(tǒng),尤其是在新能源比重較高、電網(wǎng)穩(wěn)定性較差的地區(qū)。
目前西藏地區(qū)發(fā)電主要以清潔能源為主,水電、光伏、風(fēng)電儲能裝機容量已突破500萬千瓦,占總儲能裝機比例超過90%。結(jié)合儲能系統(tǒng)這一現(xiàn)狀,我們不難發(fā)現(xiàn),光儲、風(fēng)儲一體的項目在青藏高原,既是構(gòu)網(wǎng)型儲能發(fā)展的需要,又有著廣闊的前景,對于保障能源安全,有著較深的意義。
02|海拔越高,挑戰(zhàn)越大
需要注意的是,雖然青藏高原發(fā)展風(fēng)光儲能系統(tǒng)有著得天獨厚的優(yōu)勢,但由于較高的海拔,在進行風(fēng)光儲能項目建設(shè)的時候,也會遇到一些挑戰(zhàn)。
高海拔較低的空氣密度,會導(dǎo)致風(fēng)力儲能發(fā)電機組輸出功率下降、光伏儲能系統(tǒng)散熱效率降低以及構(gòu)網(wǎng)型儲能系統(tǒng)出現(xiàn)更高的電壓降,導(dǎo)致儲能電壓調(diào)節(jié)不良等問題。同時,高海拔地區(qū)晝夜溫差大,有一定概率發(fā)生極端天氣事件,也會對儲能設(shè)備的可靠性提出更高的要求。
在風(fēng)電、光伏和儲能系統(tǒng)中,連接器扮演著至關(guān)重要的角色。不僅是儲能系統(tǒng)各組件之間電氣連接的橋梁,還直接影響到儲能系統(tǒng)的運行效率、安全性和可靠性。儲能系統(tǒng)影響主要體現(xiàn)在儲能電氣系統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)、儲能電氣設(shè)備的冷卻效率、以及儲能電氣設(shè)備的絕緣性能等方面。在高海拔地區(qū)建設(shè)相關(guān)儲能項目時,連接器的選型需要特別注意以下幾點:
1、電氣性能:選擇具有高絕緣性能和良好電壓適應(yīng)能力的連接器。
2、環(huán)境適應(yīng)性:考慮連接器在高海拔地區(qū)的耐溫、防潮、耐鹽霧等環(huán)境性能。
3、機械強度:確保連接器具備足夠的機械強度和抗拉伸能力,以適應(yīng)高海拔地區(qū)的特殊環(huán)境。
4、散熱設(shè)計:空氣密度降低會影響電氣設(shè)備的冷卻效率,導(dǎo)致熱傳遞效率降低,應(yīng)當(dāng)選擇散熱設(shè)計更出色的產(chǎn)品
針對于高海拔環(huán)境應(yīng)用,連接器等電氣產(chǎn)品的電氣間隙的要求必須修正,因為較低的氣壓會降低電氣裝置對間隙電壓閃絡(luò)現(xiàn)象的抵抗能力。最小間隙必須乘以IEC 60664-1:2020表格A.2 中的修正系數(shù),或通過相對更高的測試?yán)擞侩妷哼M行驗證。
▲IEC 60664-1:2020表格A.2
由此看來,在青藏高原發(fā)展清潔能源并非易事,在措美哲古風(fēng)電場、日喀則崗巴光儲電站以及吉措百兆瓦風(fēng)電儲能一體化項目的背后,依然隱藏著不少的困難,隨著這些儲能項目的相繼落地運行,困難也正被逐一克服。
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審核編輯 黃宇
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