當前位置: 首頁 > 新聞 > 國內新聞

能源開發(fā)消納新解法 水風光一體化開發(fā)探新路

經濟日報發(fā)布時間:2023-05-31 12:07:48  作者:王軼辰

  相較于“沙戈荒”風光大基地主要依靠煤電作為調節(jié)電源,水風光一體化是一種更為清潔的可再生能源規(guī)模化開發(fā)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(qū)域并網(wǎng)發(fā)電。水風光一體化開發(fā)能發(fā)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(fā)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(fā)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(xiāng)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(xiàn)光伏和水電“打捆”送出,首次將全球“水光互補”項目規(guī)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(fā)電,創(chuàng)新開展雅礱江兩河口—柯拉水光互補調度運行,同期發(fā)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。”面對即將到來的夏季用電高峰,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(xiàn)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(fā)電大規(guī)模接入電網(wǎng),會對電網(wǎng)安全造成沖擊。而水電,尤其是具有年調節(jié)大水庫的電站,通過優(yōu)化調度和水電機組快速靈活調節(jié),可將隨機波動的風電、光伏發(fā)電調整為平滑、穩(wěn)定的優(yōu)質電源,有效破解風能、太陽能開發(fā)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(fā)電機組可以根據(jù)光伏電站出力變化,實時調整,將水電和光伏發(fā)電“捆綁”在一起,形成穩(wěn)定的電力接入電網(wǎng)。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(fā)多少電就放多少水,平抑光伏電站發(fā)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(fā)。“一般常規(guī)水電可配套開發(fā)相當于自身裝機規(guī)模1倍至1.5倍的新能源,抽水蓄能可將這一數(shù)值提升到3倍至4倍。”國投集團雅礱江公司總經理郭緒元說,雅礱江干流常規(guī)水電技術可開發(fā)容量約3000萬千瓦,水庫總庫容大,抽水蓄能站點眾多,調節(jié)性能優(yōu)異,流域光伏風電資源豐富,可形成總規(guī)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(fā)還可提高已有輸電通道利用率,促進電網(wǎng)電源同步規(guī)劃建設。國投集團雅礱江公司戰(zhàn)略發(fā)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(fā),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(fā)的送出消納難題。

  2023年4月份,國家能源局印發(fā)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(guī)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(yōu)模式開發(fā)雅礱江流域風光新能源,可以更好地協(xié)同網(wǎng)源建設,實現(xiàn)全流域水風光一體化優(yōu)化調度,并為全國主要流域水風光一體化開發(fā)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(yōu)先開發(fā)

  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(wǎng)發(fā)電。2016年11月份,通過該電站實現(xiàn)了青海清潔能源首次跨區(qū)外銷。

  有了龍羊峽的范本,不少流域都打起了水風光互補發(fā)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(guī)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(fā)具有示范效應。

  水風光一體化開發(fā),水電是載體。圍繞水能開發(fā),我國規(guī)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(yōu)先開發(fā)?“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。”一位業(yè)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(jié)能力要強,且規(guī)劃新建水電項目較多。對于流域調節(jié)能力,主要看水庫調節(jié)庫容和抽水蓄能規(guī)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(fā),新建水電站在規(guī)劃時也要作出相應調整。王金國表示,要重新對規(guī)劃水電站的裝機容量進行深化研究論證,通過優(yōu)化水電站裝機容量來提升調節(jié)能力和電力支撐能力,帶動更多新能源開發(fā)。同時,要研發(fā)互補調節(jié)性能強、安全穩(wěn)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(jié)潛力?“二灘水電站目前發(fā)電利用小時數(shù)已經接近6000小時,對于電網(wǎng)來說互補調節(jié)空間減少了。”國投集團雅礱江公司二灘水力發(fā)電廠副廠長戰(zhàn)永勝說,為配合新能源開發(fā),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(wǎng)的靈活性、安全性、可靠性作出更大貢獻。“不過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。”

  新能源資源配置問題待解

  一滴水發(fā)18次電,這不是科幻故事。

  作為西南地區(qū)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(fā)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(fā)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(fā)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(qū)域內風光新能源電站提供互補調節(jié)。

  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(fā)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(fā)建設分保障性規(guī)模、市場化規(guī)模兩類,每年新能源新增裝機以保障性規(guī)模為主。納入保障性規(guī)模的項目,采用競爭性配置,由電網(wǎng)企業(yè)承擔消納任務。業(yè)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(xiàn)出破碎化開發(fā)的局面。由于電站業(yè)主眾多,開發(fā)進度、開發(fā)效率、開發(fā)質量等都較難控制。

  “最大的困難在于新能源資源分配政策。”國投集團雅礱江公司新能源局局長高鵬說,現(xiàn)在風電光伏資源采取市場化配置,各家企業(yè)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(fā)的難度。目前,“沙戈荒”大基地多由單一主體牽頭統(tǒng)籌、多家企業(yè)合作共同開發(fā),取得了良好成效,希望在水風光一體化基地開發(fā)中也能探索類似形式。

  聯(lián)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(fā)生了巨大的變化。目前水風光協(xié)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(xiàn)多元業(yè)主開發(fā)局面,調度協(xié)調、信息共享存在困難,如何結合當前能源結構、用電形勢,優(yōu)化開展梯級水庫聯(lián)合調度,最大化發(fā)揮水風光一體化運行效益,仍面臨較大的挑戰(zhàn)。

  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(tǒng)一規(guī)劃,也需要地方和電網(wǎng)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(fā)揮不同清潔能源的協(xié)同作用,助力早日實現(xiàn)“雙碳”目標。(經濟日報記者 王軼辰)


評論

用戶名:   匿名發(fā)表  
密碼:  
驗證碼:
最新評論0