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(nèi)時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)過機組的帶動，便被附上了經(jīng)濟價值，轉(zhuǎn)化為源源不斷的電能點亮千家萬戶。
2013年，龍羊峽水電站發(fā)展迎來歷史性轉(zhuǎn)折，隨著光伏產(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，“水光互補”作為清潔能源產(chǎn)業(yè)領域的一項關鍵技術，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、波動性等帶來的不穩(wěn)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)高地夯實了技術基礎。
如今，在龍羊峽與塔拉灘直線距離36公里的區(qū)域內(nèi)，“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(guī)模水光互補關鍵技術的空白
海拔高、光照強，使得青海成為全國太陽能資源綜合開發(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，是太陽能資源的“聚寶盆”。把資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢，順應經(jīng)濟轉(zhuǎn)型結構調(diào)整之需，青海順勢而為謀劃布局推動光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展，規(guī)模不斷擴大，產(chǎn)業(yè)鏈條持續(xù)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，蔚為壯觀的光伏“藍海”成為塔拉灘上的亮麗風景，一架架光伏電板鱗次櫛比，把大自然的無限光能轉(zhuǎn)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。踏著春風，記者再次來到海南州光伏發(fā)電園區(qū)，在一望無盡的光伏“藍海”間，找尋水與光如何實現(xiàn)強強聯(lián)合，填補國際大規(guī)模水光互補關鍵技術空白。
當光伏發(fā)電技術逐步從單一光伏場的建設轉(zhuǎn)向大規(guī)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，光伏發(fā)電間歇性、波動性和隨機性等短板突出，而且當間歇式電源在系統(tǒng)中承擔的負荷的比例不斷增大，系統(tǒng)內(nèi)的峰谷差將成倍增加，其對電網(wǎng)調(diào)頻、調(diào)峰壓力的影響將愈加顯著，這就需要增加相應的備用容量來彌補由于太陽能光伏電站輸出功率波動所造成的功率缺額。
為此，黃河上游水電開發(fā)有限責任公司發(fā)揮產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，強化與相關科研院所的合作，于2013年提出“水光互補”概念并付諸實踐，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，開創(chuàng)了傳統(tǒng)能源與新能源協(xié)調(diào)運行的先河。
龍羊峽水光互補技術填補了國際大規(guī)模水光互補關鍵技術的空白，應用成果達到國際領先水平，推動了國際大規(guī)模水光互補技術的發(fā)展，為后續(xù)聯(lián)合開展大規(guī)模風、水、光黃河流域聯(lián)合協(xié)調(diào)控制技術及智能調(diào)度系統(tǒng)應用奠定了基礎。
得益于“水光互補”技術，光伏發(fā)電與水力發(fā)電通過雙向調(diào)節(jié)實現(xiàn)完美結合，不僅使得光伏發(fā)電更加穩(wěn)定，而且提升了水電的效率。正如黃河上游水電開發(fā)有限責任公司海南分公司產(chǎn)業(yè)園項目部站長助理楊軍所言：“‘水光互補’技術解決了光伏發(fā)電不穩(wěn)定的難題，隨著設計的不斷優(yōu)化和技術的不斷成熟，也從一定程度上推動光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)做大做強，如今項目投資規(guī)模和裝機容量都在成倍增長，清潔能源占比持續(xù)提升。”
做大水與光的“公約數(shù)”，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、風電等為代表的清潔能源產(chǎn)業(yè)在實現(xiàn)從無到有、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“水光互補”技術，光伏電與水電實現(xiàn)了相互轉(zhuǎn)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號。
走進素有“萬里黃河第一壩”的龍羊峽水電站，在黃河上游水電開發(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下，從機組運行到中控調(diào)度再到并網(wǎng)發(fā)電，記者一行實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”架通南北，何林指著電站周圍的送出電網(wǎng)說：“塔拉灘上的光伏電最終經(jīng)一回送出線路接入龍羊峽水電站GIS開關站，將光伏電站視為龍羊峽水電站的‘編外機組’，通過水電機組對光伏電站進行補償調(diào)節(jié)，利用龍羊峽水電站已建的送出線路通道，將兩個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(diào)節(jié)能力和水庫儲能功能，能夠調(diào)節(jié)光伏電站的有功出力，通過水輪機組的快速調(diào)節(jié)，將原本光伏間歇、波動、隨機的功率不穩(wěn)定的鋸齒形光伏電源，調(diào)整為均衡、優(yōu)質(zhì)、安全、友好的平滑穩(wěn)定電源，較好地實現(xiàn)了水力發(fā)電和光伏發(fā)電快速補償?shù)墓δ埽鉀Q了光伏電站的棄光和安全并網(wǎng)問題。
與此同時，“水光互補”技術的應用，大幅度提高了水電站送出線路的經(jīng)濟效益，而且減少電網(wǎng)為吸納新能源電量所需的旋轉(zhuǎn)備用容量，提高電網(wǎng)消納及送出能力的同時，還創(chuàng)造了良好的社會生態(tài)環(huán)境效益。
據(jù)了解，龍羊峽水光互補光伏電站年發(fā)電量14.94億千瓦時，節(jié)約標準煤46.46萬噸，減少二氧化碳排放約122.66萬噸，二氧化硫3944.16噸，創(chuàng)造了良好的社會生態(tài)環(huán)境效益。同時，產(chǎn)業(yè)發(fā)展與生態(tài)保護同頻共振，使光伏子陣區(qū)平均風速降低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(qū)管委會副主任安峰軍說。而今反觀，“水光互補”技術也從一定程度上推動著海南州清潔能源產(chǎn)業(yè)的向優(yōu)發(fā)展，隨著項目規(guī)模擴大，入駐企業(yè)增多，產(chǎn)業(yè)發(fā)展方式轉(zhuǎn)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、光、儲、熱“五位一體”清潔能源發(fā)展新格局。
著力打造多元儲能體系，為構建新型電力系統(tǒng)打造更多“青海樣板”
如今，我省著力推動清潔能源開發(fā)、新型電力系統(tǒng)構建、儲能多元打造，清潔能源進入源網(wǎng)荷儲一體化推進新階段，技術創(chuàng)新、建設規(guī)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，黃河上游水電開發(fā)有限責任公司規(guī)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，有序推進黃河上游水能保護性開發(fā)，加快推進黃河上游已建水電站擴機改造，提高靈活電源調(diào)節(jié)比例和供電保障能力，發(fā)揮水風光互補效益，基地化、規(guī)模化開發(fā)水電風電光伏基地，打造黃河上游水風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，能源互補技術的創(chuàng)新發(fā)展也成為了帶動相關產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級的新增長點，通過引進、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)的關鍵支撐作用。同時帶動新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式、數(shù)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、電站設計建設、行業(yè)標準制定、系統(tǒng)集成及技術創(chuàng)新等方面的核心競爭力，在水光互補技術成功應用后，致力于能源互補技術的創(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電儲能電站12座，儲能總量達到437.3兆瓦時。
同時，黃河公司在青海光伏百兆瓦實證基地配置20兆瓦儲能項目，建設16個分散式儲能系統(tǒng)和6個集中式儲能系統(tǒng)，該項目入選國家首批科技創(chuàng)新（儲能）試點示范項目。建成首個國家光伏、儲能實證實驗平臺(大慶基地)，開展光伏、儲能關鍵設備、產(chǎn)品、系統(tǒng)的戶外實證、實驗、檢測工作，對于推動行業(yè)技術進步、成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。
著眼“雙碳”目標，高質(zhì)量打造清潔能源產(chǎn)業(yè)高地，以優(yōu)化布局打造多元協(xié)同高效儲能體系，黃河公司將著力打造形成長中短周期協(xié)同配置的多元儲能體系，提升調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相能力，切實發(fā)揮儲能在荷、網(wǎng)、源各環(huán)節(jié)的綜合效益，風、光、水各要素的關鍵作用，促進清潔能源高質(zhì)量開發(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(tǒng)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)
