圖為黃河公司光伏產業園一隅

黃河公司/供圖

日前，位于青海省西寧市的“青海省光伏工程技術研究中心”研發大樓，正在緊張建設中，預計年底全面投運。記者了解到，該中心的主要研究方向包括光伏儲能一體化智能管理系統研究和千萬千瓦級水光風多能互補協調控制研究。

實際上，自國家電投集團黃河上游水電開發有限責任公司(下稱“黃河公司”)提出和實施“水光互補”模式迄今，已建設了全球運行最大的“水光互補”項目——85萬千瓦龍羊峽水光互補光伏發電項目，使我國相關研究成果穩居全球前列。

“水光互補”率先在青海取得突破，在全球開創了傳統能源與新能源協調運行的先河。這主要得益于青海省豐富的風、光、水等可再生能源，催生了多能互補的巨大潛力。公開資料顯示，青海水能資源豐富，理論水能蘊藏量2187萬千瓦，約占全國3%。同時也是太陽能資源綜合開發利用條件最優的地區之一，海南藏族自治州共和縣等地年輻射總量大于6800兆焦耳/平方米，截至2017年底，青海太陽能發電量居全國之首。當前青海正因地制宜，構建水—光—風—熱多能互補集成優化的全產業鏈。

龍羊峽水電站是黃河上游第一座大型梯級電站，被譽為黃河的“龍頭”電站。早在2013年，黃河公司提出將光伏電站作為“虛擬水電”機組的概念，并于當年在共和縣黃河公司光伏產業園內，建成龍羊峽水光互補一期32萬千瓦并網光伏電站。2015年,二期85萬千瓦水光互補光伏電站全部建成并網發電，占地面積20.4平方千米。作為龍羊峽水電站的“編外機組”，將原本不穩定的鋸齒型光伏電源，調整為更加友好的平滑穩定電源，并入電網。

據統計，龍羊峽水光互補一期、二期工程投產近5年，累計發電53.44億千瓦時，對應節省標準煤187.04萬噸，減少二氧化碳排放466萬噸，有效改善了當地的生態環境。此外，減少了電網接納新能源的旋轉備用容量，將龍羊峽水電站送出線路年利用小時由原來設計的4621小時提高到5019小時，提高了送出線路的經濟效益。

隨著新能源裝機量的不斷增加，儲能的重要性也不斷凸顯。“新能源的特性決定儲能不可或缺。”黃河公司董事長謝小平告訴記者，光伏行業要可持續發展，必然要增加儲能。

6月26日，黃河公司實證基地2萬千瓦儲能項目順利并網發電，配套投入16.7兆瓦時電池容量，這是繼6月24日100萬千瓦水風光多能互補集成優化示范項目并網發電的又一創舉，在大規模智能調度、風、水、光伏發電聯合控制技術應用方面的進一步創新與實踐，電站的協調運行能力將進一步提升，基本可以保證不棄光、不棄風，互補調節后的組合電源出力曲線將更加平滑、穩定，電能質量更加友好、優質、安全。

在天津大學前沿技術研究院院長練繼建看來，黃河公司通過“一條大河、一片荒漠”，實現了水電與光伏發電的完美結合。“龍羊峽多能互補系統的調峰調頻能力都在提高，經濟社會生態效應顯著，為多能互補開發起到了良好的示范作用。”

不過，在業內看來，大規模風光接入后，多能互補系統還有一些重點和難點問題待解決。練繼建認為，“首先是多種能源系統的優化容量配置問題，包括限電情況下，儲能容量的優化配置。其次是如何融合氣象信息大數據，形成多能互補系統的短期、超短期，以及實時調控的技術和裝備。最后，則是如何形成多能互補系統的優化調控策略。”

值得一提的是，青海地處青藏高原腹地，涉及兩群三帶的生態安全屏障，如何協調光伏開發利用與生態保護環境之間的關系，是青海未來清潔能源開發中必須考慮的重大問題。據了解，黃河公司已將生態保護的理念融入開發中，從電站設計、施工、安裝環節開展環境保護措施的研究，平衡光伏電站建設與生態環境保護之間的關系。

怎樣定量研究大規模光伏電站建設對生態環境的效益?“光伏電站的大規模開發也就是近幾年的事情，光伏電站對生態環境的影響是行業共同面對的新問題。”西北旱區生態水利國家重點實驗室學術委員會副主任周孝德介紹，已在共和縣建立起中長期現場監測。

“分析2012年至2016年間，54平方公里區域內的遙感影像圖，以2013年為界，電站規模逐漸增加，生態環境累計效應逐年顯現。局部區域植被覆蓋度顯著增長，增幅達15%，年均降雨量增長逾20%，風速從1.8m/s降到1.6m/s，對氣溫影響不明顯,土壤有機含量增幅顯著。”周孝德說。