2024中國可再生能源大會：沙戈荒大型風電基地風能資源特性分析及優(yōu)化設計探討

沙戈荒大型風電基地風能資源特性分析及優(yōu)化設計探討北京瑞科同創(chuàng)科技股份有限公司2024年8月歷十我跳畫到百年雞班歷十我跳畫到百年雞班前言專業(yè)的新能源技術服務商專業(yè)的新能源技術服務商前言沙戈荒風電的“前世今生”額爾齊斯河河谷風區(qū)*準噶爾盆地風區(qū)*4米區(qū)三塘湖-淖毛湖風區(qū)4米區(qū)阿拉山口風區(qū)羅布泊風區(qū)新疆達坂城風電場新疆九大風區(qū)+1=十大風區(qū)前言同同見前言中國沙漠分布流動沙漠戈壁庫布齊沙漠烏蘭布和沙漠格里沙漠庫布齊沙漠烏蘭布和沙漠格里沙漠柴達木沙漠庫姆塔格沙漠古爾班通古特沙漠塔克拉瑪干沙漠·沙漠總面積68.78萬平方公里，占國土面積7.16%,分布在北方的10個省、區(qū)。區(qū)域稱之為沙漠，主要有11個沙漠，其中著名“八大沙漠”面積約60萬平方公里。·東部半干旱或半濕潤區(qū)中由固定、半固定沙丘覆蓋的區(qū)域則稱為沙地，主要有7個沙地。氣候條件·高原山地阻隔水汽，氣候干旱·河流欠發(fā)育，流水作用微弱·物理風化和風力作用顯著物質(zhì)條件·巖石物理風化的碎屑物質(zhì)專業(yè)的新能源技術服務商專業(yè)的新能源技術服務商動力條件(包括沙丘及風性地》占全國貼地面積百分比沙戈荒新能源基地分布專業(yè)的新能源技術服務商戈壁面積地戈壁面積地0000年齊G可0年齊G可0③①①呼后特特的家價家價資資迎迎安安我會子拆拉回拆拉回城城5陽南南長出長出d石中國主要沙漠的面積(萬平方千米)元d石中國主要沙漠的面積(萬平方千米)元聲審批海南部部規(guī)劃容量(萬千瓦)區(qū)域一庫布齊沙漠內(nèi)蒙古騰格里沙漠內(nèi)蒙古、甘肅、內(nèi)蒙古內(nèi)蒙古、甘肅區(qū)域二沙漠新疆新疆區(qū)域三新疆柴達木沙漠青海海南州戈壁青海合計瑞科科技沙戈荒區(qū)域項目分布示意圖瑞科科技沙戈荒區(qū)域項目分布示意圖風的風的成因太陽輻射不均—→溫差—→壓差—→風大氣(三圈)環(huán)流海(湖)陸風局地環(huán)流峽谷(峽管)風地形加速(爬坡)風風風電項目湍流強度相對較小風況變化較大部分地區(qū)冰凍嚴重中國地形與風資源分析圖PROFESSIONALNEWENER(1000~1050米)(1000~1600米)(1000~1050米)區(qū)金昌市(1100~1500米)(1100~1500米)(1200~1600米)巴丹吉林沙漠(2300萬)烏蘭布和沙漠(2100萬)騰格里沙漠(4500萬)巴丹吉林沙漠(2300萬)烏蘭布和沙漠(2100萬)騰格里沙漠(4500萬)庫布奇沙漠(3900萬)200+測風塔庫布奇沙漠(3900萬)專業(yè)的新能源技術服務商PROFESSIONALNEWENERGYTECHNICALSERVIC區(qū)域一騰格里沙漠烏蘭布和沙漠庫布齊沙漠區(qū)域一風能資源分布圖(120m高度)專業(yè)的新能源技術服務商專業(yè)的新能源技術服務商石喘山市吳忠市等的里心道10吳忠市武威市阿勒泰地區(qū)(300~1000米)吐魯番地區(qū)專業(yè)的新能源技術服務商(1000~2000米)(1000~2000米)沙戈荒基地成風機制分析100+測風塔古爾班通古特沙漠(1000萬)天山北麓戈壁/840萬)區(qū)域二風能資源分布圖(120m高度)專業(yè)的新能源技術服務商5.2~8.56.2~10.2阿勒泰地區(qū)克拉瑪依市昌吉回族自治州專業(yè)的新能源技術服務商哈密地區(qū)庫木塔格沙漠(800~3000米)庫木塔格沙漠庫木塔格沙漠(800~3000米)青海柴達木沙漠柴達木沙漠-(1200~1600米)海南州戈壁(1100~1500米)沙戈荒基地成風機制分析沙戈荒基地成風機制分析100+測風塔海南州戈壁3250萬瑞科科技區(qū)域三風能資源分布圖(120m高度)沙戈荒基地成風機制分析PROFESSIONALNEWENERGYTECHNICALSERVICE區(qū)嘉峪關市嘉峪關市海西蒙古族藏族自ee8溝南川戈壁果路麻我自治址瑞科科技沙戈荒區(qū)域項目分布示意圖中國沙漠、戈壁和綠洲分布新疆天山北麓戈壁25座測風測光項目新疆阜康市100萬光伏項目勘察設計×新疆古爾班通古特沙漠30座測風測光項目人迎甘肅省巴丹吉林沙漠80座測風測光項目內(nèi)蒙古烏蘭布和450萬千瓦風電項目測風項目宗題高留拉蓄百萬千瓦風光氧+基礎設施一體化低碳園區(qū)毛烏素沙地30座測風測光項目1①改新疆庫木塔格沙漠30座測風測光項日人青海海南州龍壁75座測風測光項目人青海青豫直流二期茫崖冷湖50萬千瓦風電項目勘察設計網(wǎng)g玉~~?建濟南盜港盜港m內(nèi)蒙古庫布齊沙漠基地科研課題人內(nèi)蒙古庫布齊沙漠45座測風測光項日寧夏騰格里沙漠50萬千瓦風電項口可研和察設計自風資源評估課題項目民內(nèi)蒙古騰格里沙漠腹地雷達測風課題項目上然中國主要沙漠的面積(萬平方千米)點爾班通古特沙⑤科爾給沙地中國沙漠、戈壁的分布面積(萬平方千米)沙戈荒基地風能資源特性分析沙戈荒基地風能資源特性分析高溫/溫差大流動沙丘/風蝕區(qū)域二、三區(qū)域二、三風況分布均勻風資源特性湍流強度相對較小部分有極端風速風切變較小部分有極端風速風切變較小平均氣溫(℃)最低氣溫(℃)最高氣溫(℃)溫差(℃)區(qū)域一巴丹吉林沙漠烏蘭布和沙漠區(qū)域二古爾班通古特沙漠1古爾班通古特沙漠2天山北麓戈壁1天山北麓戈壁2區(qū)域三最大溫差日最低氣溫(℃)最大溫差日最高氣溫(℃)日最大溫差(℃)區(qū)域一10月9日4月12日6月22日沙戈荒地區(qū)冬季最低氣溫低，夏季氣溫高，年內(nèi)溫度變化大。日內(nèi)溫差也很大。區(qū)域一規(guī)劃地區(qū)海拔較高，空氣密度較低，年蒸發(fā)量約為年降水量的20-40倍。移動沙丘，嚴寒酷暑，沙暴頻繁、砂礫和土壤腐蝕都給風機基礎、塔筒型式和葉片設計提出了新的挑戰(zhàn)。專業(yè)的新能源技術服務商PROFESSIONALNEW專業(yè)的新能源技術服務商PROFESSIONALNEW986540區(qū)域一區(qū)域二“穩(wěn)定性”,風速日變化幅度較小，年變化幅度也較小。區(qū)域風資源特性：沙戈荒的峽管區(qū)域多表現(xiàn)為雙峰分布、風速年變化和日變化大如小草湖風區(qū)、十三間房風區(qū)區(qū)域，此類風況經(jīng)常表現(xiàn)為較小風速和較大風速沙戈荒基地風能資源特性分析沙戈荒基地風能資源特性分析地形比較開闊的區(qū)域，湍流曲線和IEC峽管區(qū)域風速頻率Weibull擬合度相對較低，小風速段的湍流要高于IEC湍流標準曲線，9m/s之后的曲線形狀與IEC較為接近，整體湍流介于C類和B類之間。區(qū)域一測風塔100m高度測風時段內(nèi)，實測區(qū)域一測風塔100m高度測風時段內(nèi)，實測年最大風速均不超過30m/s,推算到標準空氣區(qū)域一區(qū)域二(平坦區(qū)域)區(qū)域二(峽管區(qū)域)區(qū)域三(平坦區(qū)域)區(qū)域三(峽管區(qū)域)區(qū)域風資源特性：區(qū)域一風切變屬于中高水平，適合較高塔筒；區(qū)域二風切變較小。區(qū)域一區(qū)域二區(qū)域三新疆、青海地區(qū)熱力穩(wěn)定度多不穩(wěn)定、地表粗糙度小，地形變化不大，故整個區(qū)域風速隨高度提升變風電機組定制化風沙大風機塔筒選型電氣設備選型風機塔筒選型電氣設備選型建構筑物設計針對沙戈荒特殊環(huán)境針對沙戈荒特殊環(huán)境相關設計建議環(huán)境特征強紫外線地層結構差異大地基承載力不足防沙固沙4.1風力發(fā)電機組定制化靠運行。材料制作葉片、耐高溫低溫潤滑油。設計有效的防塵結構，如增加風沙防護罩、空氣濾清器等以減少沙塵對機組的影響。防紫外線涂層、陰極保護等技術，減緩油漆、鍍層等老化速度。混凝土塔筒的材料特征及結構型式更加適用于沙戈荒的特殊環(huán)境?；炷了簿哂休^大的剛度和穩(wěn)定性，能夠承受復雜多變的風載荷，保證風力發(fā)電機組的安全運行?；炷了沧陨碇亓枯^大，能夠提供更好的穩(wěn)定性，減輕基礎的承重負擔，提高基礎抗傾覆能力?；炷敛牧夏軌虻钟鞣N環(huán)境因素的侵蝕，如紫外線、氧化、腐蝕等，減少維修和更換的頻率?；炷恋母咦枘崽匦杂兄跍p少振動在塔架結構中的傳遞，從而降低風電機組運行時的振幅，提高發(fā)電效率。4.3電氣設備選型提高設備外殼的防護等級、材料的材質(zhì)，以實現(xiàn)無灰塵進入設備內(nèi)部，提升抗老化能力。選取電纜絕緣材料時，選用抗老化、耐高溫和大溫差的材料；在計算電纜電流容量時，應留有裕度，并適當加粗線徑。為了確保設備的安全性和穩(wěn)定性，應將設備外殼進行接地處理，并選用防雷模塊產(chǎn)品，或采用外接兩用保護器。門窗應避開迎風面；外墻做好保溫隔熱；減少迎風面門窗數(shù)量和面積，提高門窗的抗風、防塵、密封性能。風沙流破壞性較強，地基土疏松，應選擇剛度和強度較好的結構形式，以提高建構筑物承受風壓、風振作用的能力，及地基變形能力。高溫、干燥、風沙侵蝕的反復作用下，建構筑物外墻飾面易開裂、老化，應提高外墻飾面的抗開裂、抗老化性能。4.5地基處理或深基礎沙戈荒地區(qū)地基往往存在多種土層結構，包括松散的沙土、軟弱的黏土以及堅硬的巖石等，地質(zhì)條件差異顯著。由于沙土和黏土的天然特性，這些土層通常具有較低的承載能力，且易變形不穩(wěn)定，難以滿足大型建構筑物的荷載要求，需要采用深基礎、樁基礎或者地基處理后使用。采用強夯法、振沖密實法等加固技術，提高沙漠地基的承載力和穩(wěn)定性。利用化學材料對沙漠地基進行加固處理，提高其抗剪強度和耐久性。利用樁側阻力和樁端阻力將上部荷載傳遞至深層土體中，使樁基與周圍土體共同承擔荷載。沙漠地域樁成孔較困難，旋挖鉆孔灌注樁基本可以解決塌孔、沉渣過厚、清理困難等問題。采用兩種或兩種以上的材料組成復合地基，以提高地基的承載力和減小沉降量。工程中常將振沖法與灌注樁結合使用，以提高灌注樁淺部的摩阻力，從而縮短樁長，降低施工難度。結合工程實際，還應采取防沙、阻沙措施，確保新能源設備運行穩(wěn)定。草方格固沙是一種常用的固沙方法，其原理是利用草方格將沙丘固定在一起，防止沙丘移動。草方格可以選擇各種草本植物，如沙棘、沙蒿等。石方格固沙是利用石頭將沙丘固定在一起的方法。石方格可以選擇各種石材，如花崗巖、石灰?guī)r等。石方格固沙的優(yōu)點是穩(wěn)定性高、使用壽命長。生物固沙是通過種植植物來固定沙丘的方法。常用的植物有沙棘、沙蒿等。生物固沙的優(yōu)點是改善土壤結構、提高土壤有機質(zhì)含量。林帶綠籬是在沙漠邊緣地帶建設防護林，可以形成一道天然屏障，有效阻擋風沙侵襲。防護林應該選擇抗風沙、耐旱的樹種，例如胡楊、沙柳等。阻沙柵欄是通常由耐候性強、結構堅固的材料制成，如高強度鋼材或耐用塑料。其密集的柵欄結構能夠阻擋風沙的移動，使風在經(jīng)過柵欄時速度減緩，降低風沙對周邊環(huán)境的侵蝕作用。2N41N640002#002雷達補測A87m。人瓦5園8專業(yè)的新能源技術服務商本項目地處烏蘭布和沙漠，地勢起伏●風切變0.2~0.22●湍流強度0.13~0.15專業(yè)的新能源技術服務商專業(yè)的新能源技術服務商案例一：內(nèi)蒙古阿拉善某60萬千瓦風光氫氨項目本項目地處烏蘭布和沙漠，地勢起伏較大、地貌為半移動沙丘。地表風積沙結構松●風力發(fā)電機組塔筒擬采用鋼-混塔架●基礎采用旋挖鉆孔灌注樁●混合型泥漿增強護壁專業(yè)的新能源技術服務商專業(yè)的新能源技術服務商案例二：青海冷湖某30萬千瓦風電項目平坦，地貌為戈壁。地表主要為砂礫土地基●風切變0.08~0.1●湍流強度0.07~0.09案例二：青海冷湖某30萬千瓦風電項目本項目地處柴達木盆地西緣，地形相對●風力發(fā)電機組塔筒采用鋼塔筒●基礎采用重力式擴展基礎●部分機位采用級配碎石換填處理專業(yè)的新能源技術服務商專業(yè)的新能源技術服務商案例三：新疆阜康某100萬千瓦光伏項目地處古爾班通古特沙漠南緣，地形相對平坦，地貌多為戈壁。地表主要為粉砂、粉土地基土層以粉砂、粉土為主，力學性質(zhì)較好，中腐蝕性，且鹽漬土溶陷等級為中~強溶陷?！窆夥Ъ懿捎霉潭ㄊ戒摻Y構支架●基礎采用灌注樁基礎●通過防排水措施解決鹽漬土溶陷問題北京瑞科同創(chuàng)能源科技有限公司(簡稱“瑞科科技”)作為一家新能源領域綜合性的技術服務集團公司，專注于風能和太陽能發(fā)電項目規(guī)劃選址、測風測光、可研、勘察設計、工程建設、第三方公司匯集了一批新能源領域專業(yè)技術人才，是國家認定的高新技術企業(yè)，并榮獲北京市“科技型中小企業(yè)”、北京市“專精特新”中小企業(yè)認定。團隊核心成員從業(yè)時間超過20年，是國內(nèi)較早從事風電行業(yè)技術服務的團隊，公司現(xiàn)已具備工程咨詢、設計、勘察專業(yè)的新能源技術服務商公司員工超400人，總部位于北京，下設西南分公司、國際事業(yè)部、海上事業(yè)部、北方事業(yè)部、華東事業(yè)部、西北事業(yè)部、東北事業(yè)部、華中事業(yè)部等多個分支機構，并在東南亞、北美洲、南美洲及中北亞各自設有區(qū)域團隊，在全球范圍內(nèi)發(fā)展壯大，以滿足世界各地客戶的需求。O上O上中北亞代表處9東南亞公司南美公司★北京總部9吉隆坡/新加坡，東南亞公司9巴