青海省共和縣塔拉灘，深藍(lán)色的光伏板連成一片“綠洲”。45公里外，便是黃河“龍頭”電站——龍羊峽水電站。330千伏電壓等級(jí)輸電線路連接著彼此，形成全球最大的“水光互補(bǔ)”項(xiàng)目。

水電與光伏發(fā)電的結(jié)合給高原增添了一抹亮色。近日，記者走進(jìn)國(guó)家電投黃河公司，深度了解水電與光伏發(fā)電的友好互動(dòng)。

首創(chuàng)“水光互補(bǔ)”模式

作為三江源頭，青海省素有“中華水塔”之稱，僅黃河上游水電資源理論蘊(yùn)藏量就達(dá)2187萬(wàn)千瓦，約占全國(guó)的3%。同時(shí)，青海省也有大片荒漠，平均海拔在3500米以上，年輻射總量大于6800兆焦耳/平方米，是太陽(yáng)能資源的“聚寶盆”。

龍羊峽、拉西瓦、李家峽……黃河公司在黃河上游已建有17座水電站，水電裝機(jī)1083萬(wàn)千瓦。2010年后，該公司又緊抓機(jī)遇，開(kāi)始建設(shè)光伏電站。截至目前，已建成投產(chǎn)37座光伏電站，總裝機(jī)388萬(wàn)千瓦，是目前全球最大的光伏電站運(yùn)營(yíng)商。

“水電具有強(qiáng)大的調(diào)節(jié)性能，而光伏發(fā)電卻具有間歇性、波動(dòng)性、隨機(jī)性。我們就想通過(guò)水輪機(jī)改善光伏發(fā)電的性質(zhì)。”黃河公司董事長(zhǎng)、黨委書(shū)記謝小平表示。

據(jù)了解，黃河公司主導(dǎo)相關(guān)科研院所，共同研發(fā)了水光互補(bǔ)協(xié)調(diào)運(yùn)行控制系統(tǒng)，在龍羊峽水庫(kù)附近建設(shè)850兆瓦“水光互補(bǔ)”光伏電站，將不穩(wěn)定的光伏發(fā)電，轉(zhuǎn)換為安全、穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)電源。

黃河公司海南新能源發(fā)電部副總經(jīng)理李炬介紹，龍羊峽水電站安裝了4臺(tái)320兆瓦水輪發(fā)電機(jī)組，正常蓄水位2600米，庫(kù)容247億立方米，調(diào)節(jié)庫(kù)容為193.5億立方米，是調(diào)節(jié)性能優(yōu)良的多年調(diào)節(jié)水庫(kù)。

“我們對(duì)水輪機(jī)自身特性進(jìn)行測(cè)試、對(duì)水輪機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行改造，當(dāng)光伏電站的光信號(hào)送到水電站的監(jiān)控系統(tǒng)，被監(jiān)測(cè)到以后，監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)水輪機(jī)的調(diào)速器，調(diào)節(jié)水電站的發(fā)電出力。”謝小平說(shuō)。

850兆瓦光伏電站像一個(gè)“虛擬水電機(jī)組”，以水電、光伏兩個(gè)電源組合的電量，通過(guò)龍羊峽水電站的送出通道送入電網(wǎng)，使龍羊峽水電站送出線路年利用小時(shí)由原來(lái)運(yùn)行的4621小時(shí)提高到了5019小時(shí)，減少投資、設(shè)備和棄光的同時(shí)，大幅提高了水電站的經(jīng)濟(jì)效益。

智能創(chuàng)新打通產(chǎn)業(yè)鏈

一條大河、一片荒漠，黃河公司建成了世界最大的“水光互補(bǔ)”光伏電站，填補(bǔ)了國(guó)際大規(guī)模水光互補(bǔ)關(guān)鍵技術(shù)的空白，其光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)也走在了世界前列。然而，規(guī)模發(fā)展之外，智能化、經(jīng)濟(jì)性也是水光互補(bǔ)電站優(yōu)質(zhì)發(fā)展的必然要求。

百兆瓦級(jí)的光伏電站一般有40萬(wàn)塊組件，長(zhǎng)期運(yùn)行中可能出現(xiàn)熱斑、隱裂，人工很難排查。針對(duì)光伏電站規(guī)模化中建設(shè)運(yùn)維中存在的問(wèn)題，黃河公司將數(shù)字信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與光伏發(fā)電技術(shù)相融合，應(yīng)用4G網(wǎng)絡(luò)、智能手持終端、手機(jī)APP軟件、數(shù)字信息等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+光伏”的智能光伏電站與大數(shù)據(jù)分析，光伏電站實(shí)現(xiàn)“系統(tǒng)融合，集中控制，遠(yuǎn)程診斷，實(shí)時(shí)維護(hù)”的智能管理模式，顯著提升了發(fā)電量和光伏電站的運(yùn)營(yíng)管理效率。

從單一的光伏發(fā)電企業(yè)，到率先在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)多晶硅制造、太陽(yáng)能電池及組件，再到光伏發(fā)電一體垂直，黃河公司走上了一條技術(shù)提升、成本不斷降低的協(xié)同光伏全產(chǎn)業(yè)鏈之路。

“年產(chǎn)2500噸電子級(jí)多晶硅、800兆瓦太陽(yáng)能電池、400兆瓦組件、1.2億片硅片項(xiàng)目，這些數(shù)字見(jiàn)證著黃河公司光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。”黃河公司新聞中心副主任唐婧告訴記者。

綠色開(kāi)發(fā)保護(hù)生態(tài)

三江源頭，綠色是不變的主題，也是能源資源開(kāi)發(fā)和效益衡量的準(zhǔn)則和標(biāo)尺。

工程建設(shè)之初，黃河公司在與施工單位簽訂合同時(shí)，特意將環(huán)境保護(hù)條款列入其中，對(duì)工程垃圾回收、重新利用等作出統(tǒng)籌安排。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖后將土回填、播撒草種，將現(xiàn)場(chǎng)破壞程度降至最低，草場(chǎng)經(jīng)過(guò)生長(zhǎng)修養(yǎng)期，原有地貌得到恢復(fù)。

龍羊峽水光互補(bǔ)電站地處高寒干旱沙質(zhì)草原，時(shí)常受風(fēng)沙侵蝕，草原沙化嚴(yán)重。為此，黃河公司開(kāi)展了電池組件行間無(wú)灌溉植被恢復(fù)試驗(yàn)，以利于原生牧草的生長(zhǎng)，發(fā)展畜牧業(yè);開(kāi)展滴灌、微噴灌等節(jié)水灌溉技術(shù)，種植優(yōu)良牧草和經(jīng)濟(jì)作物，使荒漠化的土地資源得以高效利用，恢復(fù)生態(tài)環(huán)境。

據(jù)了解，龍羊峽水光互補(bǔ)光伏電站一年發(fā)電14.94億千瓦時(shí)，對(duì)應(yīng)到火力發(fā)電相當(dāng)于一年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤18.356萬(wàn)噸，減排二氧化碳約48.09萬(wàn)噸、二氧化硫1560.56噸、氮氧化合物1358.34噸。