水光互补打造高原“绿电”样本
中国能源报
2018-08-30 15:11
摘要：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。
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。
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。
