地處祖國西部的青海，風電、光電、水電等清潔能源資源豐富，曾連續(xù)7天、168小時全部使用太陽能、風能及水力發(fā)電供應全省用電，創(chuàng)下世界紀錄。而面對清潔能源消納難題，青海做出了怎樣的探索，又有哪些可資借鑒的經(jīng)驗？
翻日月山，過塔拉灘，見峽谷險峻，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電站。與其互補的，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。
“陽光強時，主要由光伏電站承擔發(fā)電任務，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。通過電網(wǎng)智能調(diào)度系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)水電和光伏發(fā)電，確保水光互補電能平穩(wěn)送出，光伏電能實現(xiàn)最大化消納，減少棄光。”國網(wǎng)青海電力調(diào)控中心水電及新能源處處長李延和說，2017年，從這里外送江蘇等省份20億度電，青海清潔能源實現(xiàn)了在全國范圍內(nèi)優(yōu)化配置，并為輸入地減排二氧化碳60多萬噸，相當于少燒24萬多噸標準煤。
蘊藏量豐富，新能源并網(wǎng)及消納工程建設不斷推進
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，”李延和說，塔拉灘上蘊藏著2萬多兆瓦的發(fā)電資源，年均發(fā)電量可達329億千瓦時。
站在園區(qū)的觀測塔頂放眼四望，數(shù)百萬塊電池板“精準定日”。“有的還裝載跟蹤系統(tǒng)，可‘追日’，隨時保證太陽光直射電池板，顯著提高了發(fā)電效率。”李延和說。
作為我國太陽能資源最豐富的地區(qū)之一，除了光伏發(fā)電，青海的光熱和風力發(fā)電也是日新月異。
在德令哈工業(yè)園區(qū)，我國首座投運成功的規(guī)模化儲能光熱電站，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現(xiàn)光熱儲能——先讓光能變成熱能、再將熱能轉(zhuǎn)化為動能，最后實現(xiàn)動能向電能的轉(zhuǎn)變。無論陰雨天還是夜晚，光熱電站都可實現(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1．07億千瓦時的貝殼梁風電場，總裝機容量49．5兆瓦的青海茶卡鹽湖風電場工程等。近年來，隨著新能源大規(guī)模并網(wǎng)，2017年6月17日零時至23日24時，青海創(chuàng)下清潔能源連續(xù)供電時間最長的世界紀錄：連續(xù)7天、168小時全部使用太陽能、風能及水力發(fā)電供應全省用電。
“我們每年滾動開展新能源消納能力研究，連年推進新能源并網(wǎng)及消納工程建設，陸續(xù)建設了17項新能源匯集送出工程、10項直接服務新能源消納的主網(wǎng)輸變電工程。”國網(wǎng)青海電力發(fā)展部規(guī)劃一處工作人員秦緒武說。
“而且，我們通過對清潔能源協(xié)調(diào)控制，調(diào)峰互濟、水光互補，提高接納能力”，國網(wǎng)青海電力調(diào)控中心調(diào)度計劃處處長徐有蕊介紹，“在午間光伏大力發(fā)電期間，青海省內(nèi)黃河大型水電、火電機組按最小方式和出力運行，中小型水電輪流錯峰，最大限度騰出空間消納新能源。”
截至目前，青海電網(wǎng)總裝機容量2580．4萬千瓦。其中，水電1190萬千瓦、光伏796．4萬千瓦、風電192萬千瓦，清潔能源裝機容量已占總裝機容量84．4％。
建設特高壓電網(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)用電市場小，新能源裝機規(guī)模不斷增長，已超過最大用電負荷。”秦緒武說，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，拓展省外市場，利用現(xiàn)有輸電通道能力，積極開展與江蘇、湖北等省份外送交易，提升新能源消納空間。”李延和說，“由于青海沒有專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，建設特高壓直流外送通道是解決青海新能源消納問題的關(guān)鍵。”
特高壓電網(wǎng)就像電力的高速公路。未來，青海要建設海南州、海西州兩個千萬千瓦級清潔能源基地。在省內(nèi)用電市場增速放緩，無力支撐省內(nèi)新能源全額消納的形勢下，建設特高壓電網(wǎng)實現(xiàn)清潔能源跨區(qū)外送已成為當務之急。
“目前，海南地區(qū)特高壓外送通道建設已完成可行性研究報告。‘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，“遠期規(guī)劃建設海西—華東特高壓工程解決海西千萬千瓦級清潔能源基地的送出需求，如此，可實現(xiàn)清潔能源發(fā)電量消納能力再提高5％以上”。
秦緒武說，“十二五”以來，網(wǎng)源協(xié)調(diào)發(fā)展，以每年100萬千瓦新能源裝機的增長速度有序開發(fā)，保證了相關(guān)配套設施同步跟進。
提高協(xié)調(diào)管理能力，消納比重達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，實現(xiàn)多能源協(xié)同發(fā)電控制，才能讓風、光資源更“風光”。
李延和介紹，青海省電力公司通過自主創(chuàng)新，建成新能源有功、無功實時控制系統(tǒng)，全網(wǎng)新能源功率預測系統(tǒng)以及智能調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)等多個應用平臺，成功研制國內(nèi)首套高海拔光伏電站移動檢測裝置，建設清潔能源大數(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，實現(xiàn)運行控制的高度自動化和智能化。
“2017年，青海新能源棄電率為5．45％，風電實現(xiàn)了全消納，新能源增發(fā)率達8％，光伏發(fā)電年利用小時數(shù)為1515小時，居全國前列。”李延和介紹，“十二五”期間，青海省風電平均年利用小時數(shù)1700小時左右，截至2017年，青海省清潔能源消納比重已達70％，遠高于全國平均水平。
“今后的方向應該是在做好技術(shù)儲備的基礎上，突破關(guān)鍵技術(shù)，走政產(chǎn)學研相結(jié)合的道路，真正構(gòu)建市場導向的綠色技術(shù)創(chuàng)新體系，壯大清潔能源產(chǎn)業(yè)。”青海大學新能源光伏產(chǎn)業(yè)研究中心主任梅生偉介紹，通過科技創(chuàng)新，在數(shù)十年內(nèi)有望實現(xiàn)青海省能源消費擺脫化石能源，完全實現(xiàn)清潔能源供給。
