850兆瓦龍羊峽水光互補光伏電站。李鑫業(yè)攝
黃河自巴顏喀拉山脈奔涌而出，在流經(jīng)海南藏族自治州境內時(shí)匯聚出一片藍色水域，龍羊峽水電站依水而建。當碧波柔水經(jīng)過(guò)機組的帶動(dòng)，便被附上了經(jīng)濟價(jià)值，轉化為源源不斷的電能點(diǎn)亮千家萬(wàn)戶(hù)。
2013年，龍羊峽水電站發(fā)展迎來(lái)歷史性轉折，隨著(zhù)光伏產(chǎn)業(yè)在我省的布局發(fā)展，“水光互補”概念應運而生，并建成了龍羊峽水光互補一期320兆瓦光伏電站。在當時(shí)，“水光互補”作為清潔能源產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的一項關(guān)鍵技術(shù)，在水力發(fā)電與光伏發(fā)電的優(yōu)劣勢平衡中相互補位，解決了光伏發(fā)電間歇性、波動(dòng)性等帶來(lái)的不穩定性，從而為我省清潔能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及打造國家清潔能源產(chǎn)業(yè)高地夯實(shí)了技術(shù)基礎。
如今，在龍羊峽與塔拉灘直線(xiàn)距離36公里的區域內，“水光互補”光伏電站以850兆瓦的總裝機容量成為全球最大的水光互補光伏電站。今天，我們將從世界之“最”探尋“水光互補”的“黃河樣本”，看青海如何充分發(fā)揮豐光富水的資源優(yōu)勢，走上綠色低碳的高質(zhì)量發(fā)展之路。
水與光強強聯(lián)合，填補國際大規模水光互補關(guān)鍵技術(shù)的空白
海拔高、光照強，使得青海成為全國太陽(yáng)能資源綜合開(kāi)發(fā)利用條件優(yōu)秀的地方，柴達木盆地和泛共和盆地尤為明顯，年輻射總量每平方米大于6800兆焦耳，是太陽(yáng)能資源的“聚寶盆”。把資源優(yōu)勢轉化為經(jīng)濟優(yōu)勢，順應經(jīng)濟轉型結構調整之需，青海順勢而為謀劃布局推動(dòng)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展，規模不斷擴大，產(chǎn)業(yè)鏈條持續完善，成為我省清潔能源產(chǎn)業(yè)集合中不可或缺的子集。
如今，蔚為壯觀(guān)的光伏“藍海”成為塔拉灘上的亮麗風(fēng)景，一架架光伏電板鱗次櫛比，把大自然的無(wú)限光能轉化為源源綠電，不僅為企業(yè)效益和地方發(fā)展助力，更為青海打造清潔能源產(chǎn)業(yè)高地賦能。踏著(zhù)春風(fēng)，記者再次來(lái)到海南州光伏發(fā)電園區，在一望無(wú)盡的光伏“藍海”間，找尋水與光如何實(shí)現強強聯(lián)合，填補國際大規模水光互補關(guān)鍵技術(shù)空白。
當光伏發(fā)電技術(shù)逐步從單一光伏場(chǎng)的建設轉向大規模集中并網(wǎng)發(fā)電基地建設的方向，并輔以生態(tài)建設等輔助產(chǎn)業(yè)時(shí)，光伏發(fā)電間歇性、波動(dòng)性和隨機性等短板突出，而且當間歇式電源在系統中承擔的負荷的比例不斷增大，系統內的峰谷差將成倍增加，其對電網(wǎng)調頻、調峰壓力的影響將愈加顯著(zhù)，這就需要增加相應的備用容量來(lái)彌補由于太陽(yáng)能光伏電站輸出功率波動(dòng)所造成的功率缺額。
為此，黃河上游水電開(kāi)發(fā)有限責任公司發(fā)揮產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，強化與相關(guān)科研院所的合作，于2013年提出“水光互補”概念并付諸實(shí)踐，建成龍羊峽水光互補一期320兆瓦光伏電站。隨后，于2015年9月，850兆瓦龍羊峽水光互補光伏電站全部并網(wǎng)發(fā)電，開(kāi)創(chuàng )了傳統能源與新能源協(xié)調運行的先河。
龍羊峽水光互補技術(shù)填補了國際大規模水光互補關(guān)鍵技術(shù)的空白，應用成果達到國際領(lǐng)先水平，推動(dòng)了國際大規模水光互補技術(shù)的發(fā)展，為后續聯(lián)合開(kāi)展大規模風(fēng)、水、光黃河流域聯(lián)合協(xié)調控制技術(shù)及智能調度系統應用奠定了基礎。
得益于“水光互補”技術(shù)，光伏發(fā)電與水力發(fā)電通過(guò)雙向調節實(shí)現完美結合，不僅使得光伏發(fā)電更加穩定，而且提升了水電的效率。正如黃河上游水電開(kāi)發(fā)有限責任公司海南分公司產(chǎn)業(yè)園項目部站長(cháng)助理楊軍所言：“‘水光互補’技術(shù)解決了光伏發(fā)電不穩定的難題，隨著(zhù)設計的不斷優(yōu)化和技術(shù)的不斷成熟，也從一定程度上推動(dòng)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)做大做強，如今項目投資規模和裝機容量都在成倍增長(cháng)，清潔能源占比持續提升。”
做大水與光的“公約數”，以最大裝機容量發(fā)電站刷新世界記錄
豐富的光照資源，為青海孕育發(fā)展強勁的清潔能源產(chǎn)業(yè)，以光伏、風(fēng)電等為代表的清潔能源產(chǎn)業(yè)在實(shí)現從無(wú)到有、不斷擴大，聚力打造清潔能源產(chǎn)業(yè)高地，綠色低碳發(fā)展“春潮”正涌。
從塔拉灘到龍羊峽水電站，通過(guò)“水光互補”技術(shù)，光伏電與水電實(shí)現了相互轉化、補短增優(yōu)。2022年6月，龍羊峽850兆瓦“水光互補”光伏電站榮獲最大裝機容量的“水光互補”發(fā)電站吉尼斯世界紀錄稱(chēng)號。
走進(jìn)素有“萬(wàn)里黃河第一壩”的龍羊峽水電站，在黃河上游水電開(kāi)發(fā)有限責任公司龍羊峽發(fā)電分公司生產(chǎn)部副主任何林的帶領(lǐng)下，從機組運行到中控調度再到并網(wǎng)發(fā)電，記者一行實(shí)地了解水與光如何互補，產(chǎn)生經(jīng)濟的最大效益。
一根根電力“銀線(xiàn)”架通南北，何林指著(zhù)電站周?chē)乃统鲭娋W(wǎng)說(shuō)：“塔拉灘上的光伏電最終經(jīng)一回送出線(xiàn)路接入龍羊峽水電站GIS開(kāi)關(guān)站，將光伏電站視為龍羊峽水電站的‘編外機組’，通過(guò)水電機組對光伏電站進(jìn)行補償調節，利用龍羊峽水電站已建的送出線(xiàn)路通道，將兩個(gè)電源組合后的電力電量送入西北電網(wǎng)。”
在中控室，何林告訴記者，龍羊峽“水光互補”就是充分利用水輪發(fā)電機組的快速調節能力和水庫儲能功能，能夠調節光伏電站的有功出力，通過(guò)水輪機組的快速調節，將原本光伏間歇、波動(dòng)、隨機的功率不穩定的鋸齒形光伏電源，調整為均衡、優(yōu)質(zhì)、安全、友好的平滑穩定電源，較好地實(shí)現了水力發(fā)電和光伏發(fā)電快速補償的功能，解決了光伏電站的棄光和安全并網(wǎng)問(wèn)題。
與此同時(shí)，“水光互補”技術(shù)的應用，大幅度提高了水電站送出線(xiàn)路的經(jīng)濟效益，而且減少電網(wǎng)為吸納新能源電量所需的旋轉備用容量，提高電網(wǎng)消納及送出能力的同時(shí)，還創(chuàng )造了良好的社會(huì )生態(tài)環(huán)境效益。
據了解，龍羊峽水光互補光伏電站年發(fā)電量14.94億千瓦時(shí)，節約標準煤46.46萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放約122.66萬(wàn)噸，二氧化硫3944.16噸，創(chuàng )造了良好的社會(huì )生態(tài)環(huán)境效益。同時(shí)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展與生態(tài)保護同頻共振，使光伏子陣區平均風(fēng)速降低41.2%，空氣濕度日均增濕2.8%，20厘米深度土壤增濕32%，草地的涵水量大大增加，土地荒漠化得到有效遏制。
“隨著(zhù)吉尼斯世界紀錄認證，海南清潔能源的國際影響力正在不斷擴大。”海南州綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展園區管委會(huì )副主任安峰軍說(shuō)。而今反觀(guān)，“水光互補”技術(shù)也從一定程度上推動(dòng)著(zhù)海南州清潔能源產(chǎn)業(yè)的向優(yōu)發(fā)展，隨著(zhù)項目規模擴大，入駐企業(yè)增多，產(chǎn)業(yè)發(fā)展方式轉向多元，清潔能源并網(wǎng)裝機容量在全省總量中提升，這里已初步形成了水、風(fēng)、光、儲、熱“五位一體”清潔能源發(fā)展新格局。
著(zhù)力打造多元儲能體系，為構建新型電力系統打造更多“青海樣板”
如今，我省著(zhù)力推動(dòng)清潔能源開(kāi)發(fā)、新型電力系統構建、儲能多元打造，清潔能源進(jìn)入源網(wǎng)荷儲一體化推進(jìn)新階段，技術(shù)創(chuàng )新、建設規模、利用效率等多項指標走在全國前列。
從我省清潔能源產(chǎn)業(yè)再聚焦于“水光互補”技術(shù)，黃河上游水電開(kāi)發(fā)有限責任公司規劃發(fā)展部副主任高曜軍告訴記者：“借鑒‘水光互補’成功經(jīng)驗，有序推進(jìn)黃河上游水能保護性開(kāi)發(fā)，加快推進(jìn)黃河上游已建水電站擴機改造，提高靈活電源調節比例和供電保障能力，發(fā)揮水風(fēng)光互補效益，基地化、規?；_(kāi)發(fā)水電風(fēng)電光伏基地，打造黃河上游水風(fēng)光蓄大型多能互補清潔能源基地群，助力青海高質(zhì)量打造國家清潔能源產(chǎn)業(yè)高地。”
看全省清潔能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，能源互補技術(shù)的創(chuàng )新發(fā)展也成為了帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級的新增長(cháng)點(diǎn)，通過(guò)引進(jìn)、構建并完善清潔能源產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈，強化能源對“四地”產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵支撐作用。同時(shí)帶動(dòng)新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式、數字化、智能化快速發(fā)展，形成具有競爭力的產(chǎn)業(yè)集群和產(chǎn)業(yè)支撐，打造綠色產(chǎn)業(yè)體系。
細縷一項項工作，成績(jì)有力有為。以黃河公司為例，充分發(fā)揮在光伏制造、電站運營(yíng)、電站設計建設、行業(yè)標準制定、系統集成及技術(shù)創(chuàng )新等方面的核心競爭力，在水光互補技術(shù)成功應用后，致力于能源互補技術(shù)的創(chuàng )新發(fā)展和“光伏+儲能”應用的研究探索，目前已建成光伏儲能和風(fēng)電儲能電站12座，儲能總量達到437.3兆瓦時(shí)。
同時(shí)，黃河公司在青海光伏百兆瓦實(shí)證基地配置20兆瓦儲能項目，建設16個(gè)分散式儲能系統和6個(gè)集中式儲能系統，該項目入選國家首批科技創(chuàng )新（儲能）試點(diǎn)示范項目。建成首個(gè)國家光伏、儲能實(shí)證實(shí)驗平臺(大慶基地)，開(kāi)展光伏、儲能關(guān)鍵設備、產(chǎn)品、系統的戶(hù)外實(shí)證、實(shí)驗、檢測工作，對于推動(dòng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步、成果轉化、產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。
著(zhù)眼“雙碳”目標，高質(zhì)量打造清潔能源產(chǎn)業(yè)高地，以?xún)?yōu)化布局打造多元協(xié)同高效儲能體系，黃河公司將著(zhù)力打造形成長(cháng)中短周期協(xié)同配置的多元儲能體系，提升調峰、調頻、調相能力，切實(shí)發(fā)揮儲能在荷、網(wǎng)、源各環(huán)節的綜合效益，風(fēng)、光、水各要素的關(guān)鍵作用，促進(jìn)清潔能源高質(zhì)量開(kāi)發(fā)、高效能協(xié)同、高比例消納，助力青海省打造國家清潔能源產(chǎn)業(yè)高地，為構建新型電力系統提出“青海特色方案”。（記者宋明慧王菲菲吳占云）
(責任編輯：張云文)
