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水光互补打造高原“绿电”样本
2018-08-30 14:46  · 来源:中国能源报  · 作者:吕银玲  · 责编:刘文颖

  青海省共和县塔拉滩,深蓝色的光伏板连成一片“绿洲”。45公里外,便是黄河“龙头”电站——龙羊峡水电站。330千伏电压等级输电线路连接着彼此,形成全球最大的“水光互补”项目。

  水电与光伏发电的结合给高原增添了一抹亮色。近日,记者走进国家电投黄河公司,深度了解水电与光伏发电的友好互动。

  首创“水光互补”模式 

  作为三江源头,青海省素有“中华水塔”之称,仅黄河上游水电资源理论蕴藏量就达2187万千瓦,约占全国的3%。同时,青海省也有大片荒漠,平均海拔在3500米以上,年辐射总量大于6800兆焦耳/平方米,是太阳能资源的“聚宝盆”。

  龙羊峡、拉西瓦、李家峡……黄河公司在黄河上游已建有17座水电站,水电装机1083万千瓦。2010年后,该公司又紧抓机遇,开始建设光伏电站。截至目前,已建成投产37座光伏电站,总装机388万千瓦,是目前全球最大的光伏电站运营商。

  “水电具有强大的调节性能,而光伏发电却具有间歇性、波动性、随机性。我们就想通过水轮机改善光伏发电的性质。”黄河公司董事长、党委书记谢小平表示。

  据了解,黄河公司主导相关科研院所,共同研发了水光互补协调运行控制系统,在龙羊峡水库附近建设850兆瓦“水光互补”光伏电站,将不稳定的光伏发电,转换为安全、稳定的优质电源。

  黄河公司海南新能源发电部副总经理李炬介绍,龙羊峡水电站安装了4台320兆瓦水轮发电机组,正常蓄水位2600米,库容247亿立方米,调节库容为193.5亿立方米,是调节性能优良的多年调节水库。

  “我们对水轮机自身特性进行测试、对水轮机监控系统进行改造,当光伏电站的光信号送到水电站的监控系统,被监测到以后,监控系统会自动调节水轮机的调速器,调节水电站的发电出力。”谢小平说。

  850兆瓦光伏电站像一个“虚拟水电机组”,以水电、光伏两个电源组合的电量,通过龙羊峡水电站的送出通道送入电网,使龙羊峡水电站送出线路年利用小时由原来运行的4621小时提高到了5019小时,减少投资、设备和弃光的同时,大幅提高了水电站的经济效益。

  智能创新打通产业链 

  一条大河、一片荒漠,黄河公司建成了世界最大的“水光互补”光伏电站,填补了国际大规模水光互补关键技术的空白,其光伏发电产业也走在了世界前列。然而,规模发展之外,智能化、经济性也是水光互补电站优质发展的必然要求。

  百兆瓦级的光伏电站一般有40万块组件,长期运行中可能出现热斑、隐裂,人工很难排查。针对光伏电站规模化中建设运维中存在的问题,黄河公司将数字信息技术、互联网技术与光伏发电技术相融合,应用4G网络、智能手持终端、手机APP软件、数字信息等技术,实现“互联网+光伏”的智能光伏电站与大数据分析,光伏电站实现“系统融合,集中控制,远程诊断,实时维护”的智能管理模式,显著提升了发电量和光伏电站的运营管理效率。

  从单一的光伏发电企业,到率先在国内实现多晶硅制造、太阳能电池及组件,再到光伏发电一体垂直,黄河公司走上了一条技术提升、成本不断降低的协同光伏全产业链之路。

  “年产2500吨电子级多晶硅、800兆瓦太阳能电池、400兆瓦组件、1.2亿片硅片项目,这些数字见证着黄河公司光伏产业的发展。”黄河公司新闻中心副主任唐婧告诉记者。

  绿色开发保护生态 

  三江源头,绿色是不变的主题,也是能源资源开发和效益衡量的准则和标尺。

  工程建设之初,黄河公司在与施工单位签订合同时,特意将环境保护条款列入其中,对工程垃圾回收、重新利用等作出统筹安排。同时,现场开挖后将土回填、播撒草种,将现场破坏程度降至最低,草场经过生长修养期,原有地貌得到恢复。

  龙羊峡水光互补电站地处高寒干旱沙质草原,时常受风沙侵蚀,草原沙化严重。为此,黄河公司开展了电池组件行间无灌溉植被恢复试验,以利于原生牧草的生长,发展畜牧业;开展滴灌、微喷灌等节水灌溉技术,种植优良牧草和经济作物,使荒漠化的土地资源得以高效利用,恢复生态环境。

  据了解,龙羊峡水光互补光伏电站一年发电14.94亿千瓦时,对应到火力发电相当于一年节约标准煤18.356万吨,减排二氧化碳约48.09万吨、二氧化硫1560.56吨、氮氧化合物1358.34吨。

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