“世界光伏看中國,中國光伏看青海,青海光伏看黃河”。2018年6月24日,黃河水電水光風(fēng)多能互補100萬千瓦集成優(yōu)化示范工程成功并網(wǎng),26日黃河水電實證基地2萬千瓦儲能項目順利并網(wǎng)發(fā)電。至此,黃河水電光伏裝機(jī)容量已達(dá)388萬千瓦,成為名副其實的巨無霸。
自1999年成立以來,黃河水電扎根青海,始終致力于清潔能源的發(fā)展。在青洽會期間,適逢青海開展“綠電9日”——清潔能源在身邊主題活動,6月20日0時至28日24時,青海全省將連續(xù)9天216小時使用清潔能源供電,實現(xiàn)用電零排放。這其中,由黃河上游水電提供的清潔能源供電量預(yù)計達(dá)到14.5億千瓦時,占全省供電量的75%左右。

光伏先進(jìn)技術(shù)的聚集地
青海,是我國能源大省之一。截至2017年底,青??稍偕茉囱b機(jī)比重和發(fā)電量居全國前列,太陽能發(fā)電量居全國第一,集中式光伏電站的裝機(jī)容量居全國第二。這里不僅是三江的發(fā)源地,更是我國光伏先進(jìn)技術(shù)的集中營。
在青海共和縣,坐落著全球最大的具備實驗功能的百兆瓦太陽能發(fā)電實證基地。該基地由黃河水電承擔(dān),總?cè)萘繛?43兆瓦,由6個試驗區(qū),設(shè)兩座35千伏匯集站,將試驗區(qū)發(fā)出的電能進(jìn)行匯集后經(jīng)35千伏架空線接入已建設(shè)的330千伏升壓站。
作為目前國際上光伏組件種類及系統(tǒng)運行方式最全、容量最大的實證性研究基地,這里26種類型規(guī)格的組件對比區(qū)、21種類型規(guī)格的逆變器對比區(qū)、17種型式的支架對比區(qū),30種設(shè)計理念的設(shè)計對比區(qū),15種新設(shè)備和30種新材料的綜合對比區(qū),4種電池的儲能對比區(qū)。
在這里可將諸多的光伏設(shè)計理念、設(shè)計方案進(jìn)行對比分析,為光伏發(fā)電設(shè)備提供專業(yè)的野外測試、檢驗及實證對比平臺,在資源和氣象環(huán)境完全相同的條件下進(jìn)行長期試驗檢測,對各種不同類產(chǎn)品、設(shè)備技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)應(yīng)用對比研究,為太陽能光伏發(fā)電行業(yè)從設(shè)計、安裝、運行、維護(hù)、投資等方面提供實測數(shù)據(jù)支持,業(yè)內(nèi)評價這里的實證工作影響了全球80%的top客戶決擇,成為光伏發(fā)電的“百科全書”。
以創(chuàng)新驅(qū)動綠色發(fā)展是黃河水電秉承的發(fā)展理念,在省政府各相關(guān)部門的大力支持下,黃河水電與西寧市共同成立了“光伏工程技術(shù)創(chuàng)新中心”,下設(shè)學(xué)術(shù)委員會及17個獨立或聯(lián)合的創(chuàng)新實驗室、創(chuàng)新工作室和創(chuàng)新中心,包括西北旱區(qū)生態(tài)水利國家重點實驗室青海分實驗室、太陽能發(fā)電系統(tǒng)實證實驗室、黃河水電-杜邦聯(lián)合實驗室、黃河水電-華為智能光伏聯(lián)合創(chuàng)新中心等。

“光伏工程技術(shù)創(chuàng)新中心”設(shè)置有多晶硅研發(fā)實驗室、新型高效電池研發(fā)平臺等,從硅材料一直到發(fā)電儲能全套的研究平臺及實驗室,并建有中控室、大數(shù)據(jù)分析中心等對光伏電站進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控分析,同時設(shè)立了院士工作站、博士后工作站等站點加強(qiáng)研究中心的研發(fā)能力。
黃河水電董事長謝小平解釋,依托全產(chǎn)業(yè)鏈的支撐和協(xié)同,黃河公司對于光伏電站的設(shè)計、設(shè)備、材料、工藝、運維以及工程管理等方面都有一些獨特的認(rèn)識和新穎的思路。“我們思考的是,要建設(shè)高效率的電站需要什么樣的設(shè)備。我們和華為、杜邦的合作都是從產(chǎn)品端出發(fā),把兩個不同的產(chǎn)品放在一起聯(lián)合創(chuàng)新,使設(shè)備更適合大規(guī)模并網(wǎng),也更適合分布式、戶用光伏。我們非常自信的說黃河水電每年建設(shè)的光伏電站都代表行業(yè)最先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展方向。”

黃河水電董事長謝小平
按照計劃,光伏工程技術(shù)創(chuàng)新中心將聚焦青藏高原利用清潔能源供暖技術(shù)研究及推廣應(yīng)用、新型高效光伏電池及組件的研發(fā)、千萬千瓦級水風(fēng)光儲多能互補調(diào)節(jié)控制、光伏儲能一體化智能管理系統(tǒng)、高精度光伏發(fā)電功率預(yù)測系統(tǒng)等的研究。
創(chuàng)新帶來“水光奇跡”
光伏發(fā)電間歇性、波動性和隨機(jī)性的特點影響著電網(wǎng)的穩(wěn)定,在水資源豐富的地區(qū)利用水光互補方式,不失為一種因地制宜的調(diào)節(jié)模式。所謂水光互補即在太陽光照強(qiáng)時用光伏發(fā)電,水電停用或者少發(fā);當(dāng)天氣變化或夜晚通過電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)水力發(fā)電,以減少天氣變化對光伏發(fā)電的影響,提高光伏發(fā)電電能質(zhì)量,從而獲得穩(wěn)定可靠的電源。

然而水光互補的結(jié)合存在一定難度,天津大學(xué)前沿技術(shù)研究院院長練繼建指出,“水光互補的特性不僅與光伏出力有關(guān),也和電站的裝機(jī)容量特別是調(diào)節(jié)性能有關(guān)。水光互補主要是通過水位的降水位、深水位的調(diào)控補充光伏發(fā)電的容量,形成電網(wǎng)要求的三段線、五段線要求的輸出,如果來流太少,就互補不了光伏的容量,來流太多又會造成棄水。”
依托青海省豐富的太陽能資源和得天獨厚的水電資源,黃河公司開創(chuàng)性地建設(shè)了850兆瓦龍羊峽水光互補光伏電站,2013年,龍羊峽水光互補一期320兆瓦光伏電站并網(wǎng),2015年裝機(jī)850兆瓦水光互補光伏電站全部建成并網(wǎng)發(fā)電。
據(jù)了解,龍羊峽水光互補光伏電站作為龍羊峽水電站的“編外機(jī)組”,通過水輪機(jī)組的快速調(diào)節(jié),將原本光伏間歇、波動、隨機(jī)的功率不穩(wěn)定的鋸齒型光伏電源,調(diào)整為均衡、優(yōu)質(zhì)、安全,更加友好的平滑穩(wěn)定電源,以兩個電源組合的電量,利用龍羊峽水電站的送出通道送入電網(wǎng)。該項技術(shù)是以水電調(diào)節(jié)光伏發(fā)電穩(wěn)定性的方式讓光伏電力在進(jìn)入電網(wǎng)前就達(dá)到穩(wěn)定供電的上網(wǎng)條件,破解了光伏電站并網(wǎng)難的技術(shù)瓶頸。
前不久,由黃河水電申報的《光伏電站與水電站聯(lián)合運行系統(tǒng)及運行方法》發(fā)明專利,獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局的正式批準(zhǔn),這標(biāo)志著我國水光互補技術(shù)取得突破性進(jìn)展,填補了國際大規(guī)模水光互補關(guān)鍵技術(shù)的空白,將為利用清潔能源采取多能源互補的模式提供技術(shù)支撐。
在謝小平看來,水光互補模式減少了電網(wǎng)對常規(guī)能源備用的體量,這個作用是普通電站無法替代的。“業(yè)界有許多誤解,認(rèn)為公共電源是為電網(wǎng)調(diào)頻服務(wù)的,而我們現(xiàn)場實驗證明,水光互補不僅沒有削弱水電對電網(wǎng)的調(diào)峰能力,反而得到進(jìn)一步加強(qiáng)。龍羊峽水電站送出線路年利用小時可由原來運行的4621小時提高到5019小時,大幅提高了水電站的經(jīng)濟(jì)效益,實現(xiàn)了國有資產(chǎn)的保值增值。”