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能源開發消納新解法 水風光一體化開發探新路
來源: 經濟日報 作者: 王軼辰 時間: 2023- 06- 01 字體:[ ]

相較于“沙戈荒”風光大基地主要依靠煤電作為調節電源,水風光一體化是一種更為清潔的可再生能源規?;_發方式。今年6月份,世界最大的水光互補電站將在水能和風光資源富集的雅礱江中游區域并網發電。水風光一體化開發能發揮多大綜合效益?如何科學有序推進水風光一體化建設?記者近日走進雅礱江流域尋找答案。

新能源開發消納有新解法

在海拔4600米的川西高原上,上百萬塊光伏板迎著太陽發出耀眼的光芒。今年6月份,這個位于四川省甘孜州雅江縣柯拉鄉的光伏電站,將通過輸電線路接入不遠處的雅礱江兩河口水電站,實現光伏和水電“打捆”送出,首次將全球“水光互補”項目規模提升到百萬千瓦級,以滿足日益增長的用電需要。

“今年6月份至10月份是迎峰度夏關鍵時期,如果加上即將投產的柯拉光伏、臘巴山風電等新能源發電,創新開展雅礱江兩河口—柯拉水光互補調度運行,同期發電量預計還將再增加9億千瓦時,雅礱江流域清潔電力保供能力將超過500億千瓦時。這個電量足夠1600萬個家庭全年使用?!泵鎸磳⒌絹淼南募居秒姼叻?,國投集團雅礱江公司集控中心副主任魏鵬顯得更有信心。

水風光一體化建設的推進,有望進一步增強可再生能源保供能力和能源綠色低碳轉型動力。風電、光伏靠天吃飯,具有隨機性、間歇性和波動性。風電一般呈現白天出力小、夜晚出力大,冬春秋季出力大、夏季出力小的特點;光伏則白天出力大夜晚無出力。新能源發電大規模接入電網,會對電網安全造成沖擊。而水電,尤其是具有年調節大水庫的電站,通過優化調度和水電機組快速靈活調節,可將隨機波動的風電、光伏發電調整為平滑、穩定的優質電源,有效破解風能、太陽能開發難題。

國投集團雅礱江公司兩河口管理局局長王金國介紹,拿柯拉水光互補項目來說,兩河口水電站的水輪發電機組可以根據光伏電站出力變化,實時調整,將水電和光伏發電“捆綁”在一起,形成穩定的電力接入電網。兩河口水電站擁有四川省最大的水庫,可以把自上游來的水都存在水庫里,想發多少電就放多少水,平抑光伏電站發電功率的波動。

水電像一根強有力的杠桿,撬動更多的新能源開發?!耙话愠R幩娍膳涮组_發相當于自身裝機規模1倍至1.5倍的新能源,抽水蓄能可將這一數值提升到3倍至4倍?!眹都瘓F雅礱江公司總經理郭緒元說,雅礱江干流常規水電技術可開發容量約3000萬千瓦,水庫總庫容大,抽水蓄能站點眾多,調節性能優異,流域光伏風電資源豐富,可形成總規模超1億千瓦的水風光互補綠色清潔可再生能源示范基地。

水風光一體化開發還可提高已有輸電通道利用率,促進電網電源同步規劃建設。國投集團雅礱江公司戰略發展部主任周永表示,雅礱江流域已建水電項目配套建設了特高壓輸電通道,可利用通道富余容量帶動周邊新能源開發,大幅提高輸電通道利用率,減少建設成本。同時,基地內新建水電、抽蓄項目可推動新輸電通道建設,破解制約風光新能源開發的送出消納難題。

2023年4月份,國家能源局印發的《2023年能源工作指導意見》提出,推動主要流域水風光一體化規劃,建設雅礱江、金沙江上游等流域水風光一體化示范基地。專家表示,以社會成本最優模式開發雅礱江流域風光新能源,可以更好地協同網源建設,實現全流域水風光一體化優化調度,并為全國主要流域水風光一體化開發建設提供可借鑒、可復制、可推廣的經驗。

選擇條件合適流域優先開發

目前,水風光一體化示范基地尚處于探索階段。早在2015年,裝機85萬千瓦的龍羊峽水光互補光伏電站全部建成并網發電。2016年11月份,通過該電站實現了青海清潔能源首次跨區外銷。

有了龍羊峽的范本,不少流域都打起了水風光互補發展的主意。但直到2022年7月份雅礱江水光互補項目——柯拉光伏電站開工,才再次刷新了水光互補電站規模的世界紀錄。

以此為起點,雅礱江流域水風光一體化建設開始提速。去年11月份,裝機117萬千瓦的涼山州扎拉山光伏電站取得備案。12月份,裝機120萬千瓦的兩河口混合式抽水蓄能項目開工建設,這是全球最大的混合式抽水蓄能項目,也是全國大型清潔能源基地中首個開工的混蓄項目。項目的開工建設,對水風光一體化綜合開發具有示范效應。

水風光一體化開發,水電是載體。圍繞水能開發,我國規劃了包括金沙江、雅礱江、大渡河、瀾滄江、怒江、烏江、長江上游、黃河上游等在內的13大水電基地。

諸多基地中如何選擇合適的流域優先開發?“水風光一體化的實質,是將流域水電基地升級改造為流域可再生能源綜合基地?!币晃粯I內人士告訴記者,首先流域范圍內風光等新能源資源要豐富,且地形條件好、場址分布集中;其次流域調節能力要強,且規劃新建水電項目較多。對于流域調節能力,主要看水庫調節庫容和抽水蓄能規模。如果兩個條件都具備,就適合先期開展水風光一體化建設。比如雅礱江、瀾滄江、金沙江上游等都可作為先期示范。

為適應水風光一體化開發,新建水電站在規劃時也要作出相應調整。王金國表示,要重新對規劃水電站的裝機容量進行深化研究論證,通過優化水電站裝機容量來提升調節能力和電力支撐能力,帶動更多新能源開發。同時,要研發互補調節性能強、安全穩定性更好的水電機組。

對于已建成的水電站,又該如何挖掘調節潛力?“二灘水電站目前發電利用小時數已經接近6000小時,對于電網來說互補調節空間減少了?!眹都瘓F雅礱江公司二灘水力發電廠副廠長戰永勝說,為配合新能源開發,如果能適時進行擴容改造,就可以提高新能源互補的比重,且對電網的靈活性、安全性、可靠性作出更大貢獻?!安贿^擴機將增加電站建設運行成本,需要國家出臺電價政策給予支持?!?/p>

新能源資源配置問題待解

一滴水發18次電,這不是科幻故事。

作為西南地區唯一建成的大型“龍頭水庫”,總庫容超過100億立方米的兩河口水庫可以在汛期將上游的洪水儲存起來,在枯水期放水發電。在兩河口水電站下游,雅礱江、金沙江和長江干流上共有18座水電站。通過兩河口超級水庫的補水發電,這些水可惠及兩河口及下游所有水電站,相當于兩河口水電站汛期攔蓄的每一滴水,都可以保留到在枯水期發電18次,這就極大增強了流域水電的調蓄能力,可以為整個區域內風光新能源電站提供互補調節。

不過,受制于征地移民、收益分配和電價機制等因素,我國龍頭水庫建設速度較為滯后,在一定程度上影響了水風光一體化綜合效益的發揮。王金國透露,西南其余水電基地的龍頭水庫都沒有建成,由于壩高庫大,龍頭水庫投資額巨大,從單一工程建設角度看經濟性較差。需要出臺補償機制等支持政策。

新能源資源配置分散化是水風光一體化的另一大堵點。當前,風電、光伏項目開發建設分保障性規模、市場化規模兩類,每年新能源新增裝機以保障性規模為主。納入保障性規模的項目,采用競爭性配置,由電網企業承擔消納任務。業內人士透露,考慮到競爭性配置要求,各省市會將新能源指標分拆成很多個小項目,呈現出破碎化開發的局面。由于電站業主眾多,開發進度、開發效率、開發質量等都較難控制。

“最大的困難在于新能源資源分配政策?!眹都瘓F雅礱江公司新能源局局長高鵬說,現在風電光伏資源采取市場化配置,各家企業對于新能源資源的爭奪非常激烈,大幅增加了水風光一體化開發的難度。目前,“沙戈荒”大基地多由單一主體牽頭統籌、多家企業合作共同開發,取得了良好成效,希望在水風光一體化基地開發中也能探索類似形式。

聯合調度問題也是水風光一體化的制約因素。隨著風光等新能源大量投產,電力能源結構發生了巨大的變化。目前水風光協同運行沒有成熟的模式可以借鑒,除了雅礱江外,其余流域中水電站呈現多元業主開發局面,調度協調、信息共享存在困難,如何結合當前能源結構、用電形勢,優化開展梯級水庫聯合調度,最大化發揮水風光一體化運行效益,仍面臨較大的挑戰。

專家表示,水風光一體化建設不僅需要國家層面政策引領、統一規劃,也需要地方和電網公司分別在風光資源獲取、水風光一體化調度管理方面給予支持,以便更好地支撐水風光一體化運行實踐,探索可復制的一體化運行模式,推動全面發揮不同清潔能源的協同作用,助力早日實現“雙碳”目標。


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