“水光互補”奏響海南綠色發展樂章

浩蕩黃河在這裡變成柔波碧浪，“藍色海洋”在這裡起頭，綠色能源從這裡匯聚……在海南藏族自治州共和縣，全球裝機容量最大的光伏發電園區和龍羊峽水電站，交織成一幅亮麗的畫卷。

穿過蜿蜒曲折的水泥路，便是塔拉灘全球裝機容量最大的光伏發電園區——海南州生態光伏園。另一側，是萬里黃河第一壩龍羊峽大壩。矗立在海拔3200米高原上的兩大世界之最，是如何進行“水光互補”的？西海全媒體記者帶你走進塔拉灘，聆聽綠色發展的樂章。

“水光互補”的優勢

光伏發電園區，鱗次櫛比的光伏板在陽光照耀下，熠熠生輝。海南州綠色産業發展園區管委會副主任切羊介紹説，當前園區已入駐企業46家，總裝機量為15730兆瓦，年均發電量達到100億千瓦時，年節約標準煤311萬噸，減排二氧化碳780萬噸。

“有人會疑惑，發展清潔能源的背後，海南州有哪些優勢？”切羊説，在海南州境內黃河流程411.3公里，是水電資源的“富礦區”，水電可開發資源量2500萬千瓦，年平均日照時間2719小時，平均太陽輻射量6382兆焦耳/平方米。

龍羊峽水電站安裝4台單機容量為320兆瓦的水輪發電機組，總裝機容量1280兆瓦，正常蓄水位2600米，庫容為247億立方米，調節庫容為193.5億立方米，是調節性能優良的多年水庫。

龍羊峽水電站水庫左岸，直線距離約36公里，是總裝機容量850兆瓦的龍羊峽“水光互補”電站。這座電站被視為一個“虛擬水電機組”，以330千伏電壓等級輸電線路接入龍羊峽水電站，通過水輪機組的快速調節，將原本光伏間歇、波動、隨機的功率不穩定的鋸齒形光伏電源，調整為均衡、優質、安全，更加友好的平滑穩定電源。以兩個電源組合的電量，利用龍羊峽水電站的送出通道送入電網。

解密何為“水光互補”

“水光互補”是促進光伏並網消納的一種重要的運作方式，其關鍵在於如何利用水電站有效的調節能力平滑光伏發電出力的隨機性特徵，使其能夠安全並網。

“當太陽光照強烈時，用光伏發電。當天氣變化或夜晚，用水力發電，以減少天氣變化對光伏發電的影響，從而獲得源源不斷的綠色電能。”國家電投黃河公司龍羊峽發電分公司黨委書記、總經理黃青剛説。

“如何平衡水光互補的經濟效益？”黃青剛告訴記者，根據運作情況來看，水電站送出線路的年利用小時數，從原來的4621小時提高到5019小時，“水光互補”如同強強聯合。

黃青剛説：“龍羊峽水庫目前發電的重要性只排第四位，排在前三位的是防洪、防淩和供水。少發電就意味著多蓄水，這對於缺水的西北地區尤為重要。”

電站實現平穩運作，除了依託“水光互補”技術，還要做好運作維護。龍羊峽“水光互補”光伏電站的一個子陣就有4000多塊光伏組件，如果出現故障，僅利用人力核查，在短時間內很難排查出故障並解決問題。如今，電站通過“集中監控、大數據分析、遠端診斷、實時維護”的智慧管理，可實現快速故障定位、缺陷智慧處理等，年平均故障次數減少了30%。

破解波動性技術難題

光伏發電出力由於受氣象環境因素影響而具有隨機波動性特徵，大規模接入會增加電網的功率波動，從而對電網的安全穩定運作造成威脅，這是影響光伏發電規模化發展的重要因素。

黃青剛告訴記者，光伏發電只在白天發電，晚上出力為零。當光伏電站發電時，電網中其他電源需調整出力，讓出負荷由光伏發電供電；當雲層飄過時，光伏電站出力迅速下降，其他電源的出力必須迅速增加，補充光伏發電減少造成的電力缺額。

為解決光伏發電間歇性、波動性和隨機性較大的問題，國家電投黃河公司主導相關科研院所，共同研發“水光互補”協調運作控制系統，將不穩定的光伏發電轉換為安全、穩定的優質電源，提高了光伏發電電能品質，較好地實現了水力發電和光伏發電快速補償的功能；解決光伏發電的安全並網問題，填補國內大規模“水光互補”關鍵技術的空白，應用成果達到國際領先水準，推動了國際大規模“水光互補”技術的發展，為後續聯合開展大規模風、水、光黃河流域聯合協調控制技術及智慧調度系統應用奠定了基礎。

“水光互補”效益凸顯

如今，按照“水光互補”光伏電站年平均發電量14.94億千瓦時計算，對應到火力發電，相當於一年節約標準煤46.46萬噸，減少二氧化碳排放約122.66萬噸。龍羊峽水電站送出線路年利用小時可由原來運作的4621小時提高到5019小時，大幅提高了水電站的經濟效益，實現國有資産的保值增值。同時，通過大量的實驗數據表明，人們普遍擔心的龍羊峽水電站的調峰調頻性能沒有受到任何影響，反而得到進一步加強，創造了良好的社會生態環境效益。

創造綠色奇跡

國家電投黃河公司在建設運營光伏電站的同時，把生態保護融入其中，開展光伏電站生態環境研究，成立西北旱區生態水利國家重點實驗室黃河公司分實驗室。積極探索“光伏+治沙”“光伏+生態治理”新模式，探尋和研究如何保障生態環境安全、維護高原生態基本功能和健康開發，助力國家碳達峰、碳中和戰略。經實驗證明，光伏電站建成後，子陣區域平均風速降低41.2%，空氣濕度日均增濕2.8%，20釐米深度土壤增濕32%。

昔日飛沙走石的塔拉灘變成了“花園式”優良牧場，實現了以光伏電站建設帶動生態環境建設。如今，光伏園區讓周邊農牧民放羊，牧光優勢互補，打響“光伏羊”品牌效益，拓寬農牧民增收渠道。

兩項吉尼斯世界紀錄

為海南帶來什麼

國家電投黃河公司海南分公司總經理、黨委副書記何振中説：“全球最大的850兆瓦龍羊峽“水光互補”光伏電站于2015年6月全部並網發電，開創了傳統能源與新能源協調運作的先河。”

“水光互補”技術實現水力發電和光伏發電快速補償的功能， 解決光伏發電的安全並網問題，填補國際大規模“水光互補”關鍵技術的空白，為我國清潔能源提供互補的新型發展模式。

2022年，海南州光伏發電園區光伏發電裝機容量為8430兆瓦，打破2245兆瓦的原紀錄，榮獲最大裝機容量的光伏發電園區吉尼斯世界紀錄稱號。龍羊峽“水光互補”發電站光伏裝機容量為850兆瓦，龍羊峽水電站裝機容量為1280兆瓦，總計2130兆瓦，榮獲最大裝機容量的“水光互補”發電站吉尼斯世界紀錄稱號。

如今，海南州充分發揮這項資源優勢，探索推進“光伏+生態+畜牧業+民生+旅遊”的多元融合發展新模式，大力發展光伏羊、農光互補、牧光互補、生態牧場、光伏工業旅遊等綠色産業，紮實推動清潔能源産業高地建設，大力推進青豫直流二期電源建設、國家大型風電光伏基地建設、“荷儲網源”一體化項目建設、氫能産業園項目建設等，做大做強海南州清潔能源主力基地，實現多元儲能先行示範區、“綠電三江源”、清潔能源産業高地先行區、“碳達峰碳中和”示範區的建設目標，著力打造“零碳産業園”。記者 馬璞馨