地處祖國(guó)西部的青海，風(fēng)電、光電、水電等清潔能源資源豐富，曾連續(xù)7天、168小時(shí)全部使用太陽(yáng)能、風(fēng)能及水力發(fā)電供應(yīng)全省用電，創(chuàng)下世界紀(jì)錄。而面對(duì)清潔能源消納難題，青海做出了怎樣的探索，又有哪些可資借鑒的經(jīng)驗(yàn)?
翻日月山，過(guò)塔拉灘，見(jiàn)峽谷險(xiǎn)峻，高湖碧波，此處便是龍羊峽水電站。如今，它有了新身份：全球最大的水光互補(bǔ)電站。與其互補(bǔ)的，是距龍羊峽40多公里的青海省海南州綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展園區(qū)的恰龍光伏電站。
“陽(yáng)光強(qiáng)時(shí)，主要由光伏電站承擔(dān)發(fā)電任務(wù)，水電盡可能少發(fā)或停用。陰天或晚上，則主要由水力發(fā)電。通過(guò)電網(wǎng)智能調(diào)度系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)水電和光伏發(fā)電，確保水光互補(bǔ)電能平穩(wěn)送出，光伏電能實(shí)現(xiàn)最大化消納，減少棄光。”國(guó)網(wǎng)青海電力調(diào)控中心水電及新能源處處長(zhǎng)李延和說(shuō)，2017年，從這里外送江蘇等省份20億度電，青海清潔能源實(shí)現(xiàn)了在全國(guó)范圍內(nèi)優(yōu)化配置，并為輸入地減排二氧化碳60多萬(wàn)噸，相當(dāng)于少燒24萬(wàn)多噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
蘊(yùn)藏量豐富，新能源并網(wǎng)及消納工程建設(shè)不斷推進(jìn)
出共和縣城十幾公里，是連片的塔拉灘。占地600多畝的海南州綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展園區(qū)，就坐落在海拔3000多米的塔拉灘上。深居內(nèi)陸、干燥少云、空氣干凈，“這里年均日照數(shù)近3000小時(shí)，”李延和說(shuō)，塔拉灘上蘊(yùn)藏著2萬(wàn)多兆瓦的發(fā)電資源，年均發(fā)電量可達(dá)329億千瓦時(shí)。
站在園區(qū)的觀測(cè)塔頂放眼四望，數(shù)百萬(wàn)塊電池板“精準(zhǔn)定日”。“有的還裝載跟蹤系統(tǒng)，可‘追日’，隨時(shí)保證太陽(yáng)光直射電池板，顯著提高了發(fā)電效率。”李延和說(shuō)。
作為我國(guó)太陽(yáng)能資源最豐富的地區(qū)之一，除了光伏發(fā)電，青海的光熱和風(fēng)力發(fā)電也是日新月異。
在德令哈工業(yè)園區(qū)，我國(guó)首座投運(yùn)成功的規(guī)模化儲(chǔ)能光熱電站，依靠自主研發(fā)的光熱發(fā)電技術(shù)、利用鹽湖里豐富的熔鹽資源實(shí)現(xiàn)光熱儲(chǔ)能——先讓光能變成熱能、再將熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，最后實(shí)現(xiàn)動(dòng)能向電能的轉(zhuǎn)變。無(wú)論陰雨天還是夜晚，光熱電站都可實(shí)現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定、可調(diào)度的電力輸出。
此外，青海還有年發(fā)電量1.07億千瓦時(shí)的貝殼梁風(fēng)電場(chǎng)，總裝機(jī)容量49.5兆瓦的青海茶卡鹽湖風(fēng)電場(chǎng)工程等。近年來(lái)，隨著新能源大規(guī)模并網(wǎng)，2017年6月17日零時(shí)至23日24時(shí)，青海創(chuàng)下清潔能源連續(xù)供電時(shí)間最長(zhǎng)的世界紀(jì)錄：連續(xù)7天、168小時(shí)全部使用太陽(yáng)能、風(fēng)能及水力發(fā)電供應(yīng)全省用電。
“我們每年滾動(dòng)開(kāi)展新能源消納能力研究，連年推進(jìn)新能源并網(wǎng)及消納工程建設(shè)，陸續(xù)建設(shè)了17項(xiàng)新能源匯集送出工程、10項(xiàng)直接服務(wù)新能源消納的主網(wǎng)輸變電工程。”國(guó)網(wǎng)青海電力發(fā)展部規(guī)劃一處工作人員秦緒武說(shuō)。
“而且，我們通過(guò)對(duì)清潔能源協(xié)調(diào)控制，調(diào)峰互濟(jì)、水光互補(bǔ)，提高接納能力”，國(guó)網(wǎng)青海電力調(diào)控中心調(diào)度計(jì)劃處處長(zhǎng)徐有蕊介紹，“在午間光伏大力發(fā)電期間，青海省內(nèi)黃河大型水電、火電機(jī)組按最小方式和出力運(yùn)行，中小型水電輪流錯(cuò)峰，最大限度騰出空間消納新能源。”
截至目前，青海電網(wǎng)總裝機(jī)容量2580.4萬(wàn)千瓦。其中，水電1190萬(wàn)千瓦、光伏796.4萬(wàn)千瓦、風(fēng)電192萬(wàn)千瓦，清潔能源裝機(jī)容量已占總裝機(jī)容量84.4%。
建設(shè)特高壓電網(wǎng)，打通外送通道
據(jù)了解，清潔能源消納瓶頸出現(xiàn)在2015年。“主要是青海省內(nèi)用電市場(chǎng)小，新能源裝機(jī)規(guī)模不斷增長(zhǎng)，已超過(guò)最大用電負(fù)荷。”秦緒武說(shuō)，供大于求日益突出，“所以，外送才是‘七寸’”。
“這就需要挖掘省內(nèi)消納市場(chǎng)，拓展省外市場(chǎng)，利用現(xiàn)有輸電通道能力，積極開(kāi)展與江蘇、湖北等省份外送交易，提升新能源消納空間。”李延和說(shuō)，“由于青海沒(méi)有專(zhuān)用的新能源跨省跨區(qū)外送通道，借用西北其他各省跨區(qū)通道大量外送清潔能源困難很多。因此，建設(shè)特高壓直流外送通道是解決青海新能源消納問(wèn)題的關(guān)鍵。”
特高壓電網(wǎng)就像電力的高速公路。未來(lái)，青海要建設(shè)海南州、海西州兩個(gè)千萬(wàn)千瓦級(jí)清潔能源基地。在省內(nèi)用電市場(chǎng)增速放緩，無(wú)力支撐省內(nèi)新能源全額消納的形勢(shì)下，建設(shè)特高壓電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)清潔能源跨區(qū)外送已成為當(dāng)務(wù)之急。
“目前，海南地區(qū)特高壓外送通道建設(shè)已完成可行性研究報(bào)告。‘十三五’期間，將首先建成青海(海南)—河南特高壓直流輸電通道。”秦緒武說(shuō)，“遠(yuǎn)期規(guī)劃建設(shè)海西—華東特高壓工程解決海西千萬(wàn)千瓦級(jí)清潔能源基地的送出需求，如此，可實(shí)現(xiàn)清潔能源發(fā)電量消納能力再提高5%以上”。
秦緒武說(shuō)，“十二五”以來(lái)，網(wǎng)源協(xié)調(diào)發(fā)展，以每年100萬(wàn)千瓦新能源裝機(jī)的增長(zhǎng)速度有序開(kāi)發(fā)，保證了相關(guān)配套設(shè)施同步跟進(jìn)。
提高協(xié)調(diào)管理能力，消納比重達(dá)70%
新能源產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，但目前還面臨“消納難”“外送難”“調(diào)峰難”三座大山。
據(jù)了解，只有不斷優(yōu)化電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、解決外送瓶頸、采取技術(shù)創(chuàng)新突破，實(shí)現(xiàn)多能源協(xié)同發(fā)電控制，才能讓風(fēng)、光資源更“風(fēng)光”。
李延和介紹，青海省電力公司通過(guò)自主創(chuàng)新，建成新能源有功、無(wú)功實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，全網(wǎng)新能源功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)以及智能調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)等多個(gè)應(yīng)用平臺(tái)，成功研制國(guó)內(nèi)首套高海拔光伏電站移動(dòng)檢測(cè)裝置，建設(shè)清潔能源大數(shù)據(jù)中心，將全省所有的新能源電站全部納入統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行控制的高度自動(dòng)化和智能化。
“2017年，青海新能源棄電率為5.45%，風(fēng)電實(shí)現(xiàn)了全消納，新能源增發(fā)率達(dá)8%，光伏發(fā)電年利用小時(shí)數(shù)為1515小時(shí)，居全國(guó)前列。”李延和介紹，“十二五”期間，青海省風(fēng)電平均年利用小時(shí)數(shù)1700小時(shí)左右，截至2017年，青海省清潔能源消納比重已達(dá)70%，遠(yuǎn)高于全國(guó)平均水平。
“今后的方向應(yīng)該是在做好技術(shù)儲(chǔ)備的基礎(chǔ)上，突破關(guān)鍵技術(shù)，走政產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的道路，真正構(gòu)建市場(chǎng)導(dǎo)向的綠色技術(shù)創(chuàng)新體系，壯大清潔能源產(chǎn)業(yè)。”青海大學(xué)新能源光伏產(chǎn)業(yè)研究中心主任梅生偉介紹，通過(guò)科技創(chuàng)新，在數(shù)十年內(nèi)有望實(shí)現(xiàn)青海省能源消費(fèi)擺脫化石能源，完全實(shí)現(xiàn)清潔能源供給。