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1477.73億千瓦時(shí) “龍頭電站”開啟黃河水電發(fā)展序章
經(jīng)歷20余年勘察研究設(shè)計(jì)，1976年，被后人譽(yù)為黃河“龍頭電站”的龍羊峽水電站正式施工建設(shè)。
“作為黃河上游龍青段規(guī)劃中的第一座大型梯級水電站，龍羊峽水電站的建設(shè)任務(wù)技術(shù)難度極大，施工難度極大。”說起那段歷史，黃河水電公司龍羊峽發(fā)電分公司副總經(jīng)理黃清剛頗有感觸，龍羊峽水電站的建設(shè)工作是涉及水文氣象、地質(zhì)勘探、水利電力、土木建筑、機(jī)械制造等多個(gè)學(xué)科和門類的系統(tǒng)工程，從工程選點(diǎn)勘察、方案設(shè)計(jì)施工，到設(shè)備制造安裝、機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電，數(shù)萬水電勘測、設(shè)計(jì)、施工安裝、運(yùn)行管理人員在缺氧達(dá)27%、風(fēng)期長達(dá)半年、海拔高達(dá)2700米的深山峽谷中奮斗十余載，終于打開了我國黃河流域水能資源綜合利用的序章。
1987年，龍羊峽水電站的首臺機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。其中，2號機(jī)組的投產(chǎn)發(fā)電標(biāo)志著我國電力裝機(jī)突破1億千瓦。
1989年，4臺機(jī)組全部實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)發(fā)電，總裝機(jī)容量達(dá)到165.3萬千瓦，助力青海省當(dāng)年全省發(fā)電量達(dá)到58億千瓦時(shí)，比項(xiàng)目建設(shè)前的1986年翻了兩番，實(shí)現(xiàn)了青海從電力輸入省到電力輸出省的完美轉(zhuǎn)型。
同時(shí)，作為西北電網(wǎng)的主力電廠，控制水量達(dá)到黃河入海水量42%的龍羊峽水電站還承擔(dān)了主要調(diào)頻、調(diào)峰廠的重要任務(wù)，不僅為青海省向水電基地、能源基地邁進(jìn)奠定重要基礎(chǔ)，也為近年來該省先后舉辦的連續(xù)7日、9日清潔能源供電活動提供重要支撐，使其成為我國能源綠色轉(zhuǎn)型之路上的成功樣本。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2019年3月31日，龍羊峽水電站累計(jì)發(fā)電量達(dá)到1477.73億千瓦時(shí)。這個(gè)已過不惑之年的“老兵”，依然奮斗在滿足青海省及周邊地區(qū)電力需求的最前線，也將在這個(gè)戰(zhàn)場上繼續(xù)護(hù)航我國能源、經(jīng)濟(jì)的綠色、平穩(wěn)、有序發(fā)展。
15億千瓦時(shí) 水光互補(bǔ)打造安全、友好電源
“伴隨黃河上游梯級電站的陸續(xù)建成，我們開始思考新的發(fā)展方向。”黃河水電公司龍羊峽發(fā)電分公司副總經(jīng)理?xiàng)顚W(xué)禮告訴記者，隨著龍羊峽、拉西瓦、公伯峽等17座大中型水電站接連投產(chǎn)，國家電投黃河公司的累計(jì)水電裝機(jī)達(dá)到了1083萬千瓦，為青海省乃至西北區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了充沛的綠色能源。在充分利用水力資源優(yōu)勢的同時(shí)，開始在國際能源領(lǐng)域嶄露頭角的太陽能資源成了他們關(guān)注的對象。
如同其他可再生能源一樣，光伏發(fā)電具有隨機(jī)性、波動性、間歇性等特點(diǎn)，對于要求平穩(wěn)的傳統(tǒng)大電網(wǎng)來說，兩者的相處并不算融洽。為了平抑光伏發(fā)電的不穩(wěn)定性，讓太陽能真正成為安全、穩(wěn)定、可利用的友好能源，黃河水電選擇讓龍羊峽水電站作為光伏發(fā)電大規(guī)模發(fā)展的“定海神針”。
平抑波動曲線，實(shí)現(xiàn)電力需求的快速響應(yīng)是關(guān)鍵。在龍羊峽水電站水庫左岸，黃河水電建設(shè)了4臺單機(jī)容量32萬千瓦的水輪發(fā)電機(jī)組，充當(dāng)光伏電量的緩沖閥。
85萬千瓦光伏電站被視為“虛擬水電機(jī)組”，通過水輪機(jī)組的快速調(diào)節(jié)，鋸齒型光伏電源被轉(zhuǎn)化為均衡、優(yōu)質(zhì)、安全、更加友好的平滑穩(wěn)定電源，大大提升了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。
“通過大量的實(shí)驗(yàn)證明，人們普遍擔(dān)心的龍羊峽水電站的調(diào)峰調(diào)頻性能沒有受到任何影響，反而得到了進(jìn)一步加強(qiáng)。”楊學(xué)禮表示，經(jīng)過晴天、陰天、雨天三種不同的典型模式計(jì)算，龍羊峽水電站的調(diào)峰能力分別提升了18%、9%和5%，有效增強(qiáng)了水電站調(diào)峰能力，確保實(shí)現(xiàn)清潔能源順利轉(zhuǎn)化，為電網(wǎng)提供更加均衡、優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的電能。
自2015年6月起，每年近15億千瓦時(shí)的光伏電量搭乘電纜輸送至龍羊峽水電站，經(jīng)過調(diào)節(jié)后，再將安全、穩(wěn)定的電量送上大電網(wǎng)、送入千家萬戶。同時(shí)，通過水光互補(bǔ)，龍羊峽水電站送出線路年利用小時(shí)可由原來運(yùn)行的4621小時(shí)提高到5019小時(shí)，大幅提高了水電站的綜合效益，也為能源綠色發(fā)展再添強(qiáng)勁助力。
148種主流技術(shù) 實(shí)證實(shí)驗(yàn)基地助力能源綠色轉(zhuǎn)型
“百兆瓦太陽能發(fā)電實(shí)證基地是全球最大規(guī)模的太陽能發(fā)電綜合技術(shù)實(shí)證試驗(yàn)基地，不僅對整個(gè)太陽能光伏電站各種技術(shù)進(jìn)行實(shí)際考證，對中國乃至全球太陽能領(lǐng)域的發(fā)展都將作出重要貢獻(xiàn)。”2017年6月，國務(wù)院參事、中國可再生能源學(xué) 會理事長石定寰在對“太陽能光伏發(fā)電試驗(yàn)基地”項(xiàng)目驗(yàn)收時(shí)做出了以上評價(jià)。
近年來，我國光伏發(fā)電行業(yè)實(shí)現(xiàn)了飛躍式發(fā)展，并于2018年登上了全球規(guī)模第一的寶座。面對快速擴(kuò)張的行業(yè)，在欣喜于成長的同時(shí)，平價(jià)時(shí)代的步步逼近、短時(shí)間內(nèi)相對穩(wěn)定的成本預(yù)算，讓光伏人對于“如何提升光伏發(fā)電綜合效益”這個(gè)問題逐漸有了更深刻的思考。
經(jīng)過反復(fù)調(diào)研論證，黃河水電決定將光伏發(fā)電系統(tǒng)的評估過程搬出實(shí)驗(yàn)室，通過實(shí)際操作完成對設(shè)備精度、設(shè)備布置、技術(shù)先進(jìn)性等方面的評估。坐落于青海省海南藏族自治州共和縣的百兆瓦太陽能發(fā)電實(shí)證基地，由此應(yīng)運(yùn)而生。
據(jù)黃河水電新能源分公司總經(jīng)理劉剛介紹，百兆瓦國家級太陽能發(fā)電實(shí)證基地選用26種組件，其中囊括了國內(nèi)外光伏知名制造商的組件、逆變器等，涵蓋國內(nèi)外多種最先進(jìn)的技術(shù)，包含21種逆變器、17種支架，展示了30種設(shè)計(jì)理念、15種新設(shè)備、30種新材料以及4種電池的儲能技術(shù)。
從固定支架搭配單晶硅、雙面PERC組件到平單軸與單面PERC、雙面PERC組件的多種組合方案，148種光伏主流技術(shù)及多種光伏設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)方案被放置在資源和氣象環(huán)境完全相同的野外測試、檢驗(yàn)及實(shí)證對比平臺上，各種不同類產(chǎn)品、設(shè)備技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)同臺競技，從設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行、維護(hù)、投資等方面為太陽能光伏發(fā)電行業(yè)提供了真實(shí)、專業(yè)、可信的實(shí)測數(shù)據(jù)支持。不僅能夠開展光伏試驗(yàn)示范與技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品的改進(jìn)提升和市場應(yīng)用推廣，更有利于行業(yè)優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、提高系統(tǒng)效率，為加快實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電平價(jià)上網(wǎng)提供專業(yè)指導(dǎo)。
“目前，二期儲能對比區(qū)也已成功并網(wǎng)發(fā)電。”劉剛表示，為進(jìn)一步推進(jìn)清潔能源大規(guī)模發(fā)展及我國能源綠色轉(zhuǎn)型，實(shí)證基地特建設(shè)了囊括了5個(gè)廠家4種不同類型的儲能電池二期儲能設(shè)備對比區(qū)，以分析不同光伏出力曲線、不同限電條件下和不同儲能方式下儲能電池的運(yùn)行特性和運(yùn)行數(shù)據(jù)，助力儲能技術(shù)盡快成為清潔能源發(fā)展的有力支撐。
