從“靠天吃飯”到“水光共舞”
——全國首個流域梯級水光互補一體化基地建設紀實
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收藏初秋時節,北盤江兩岸綠意蔥蘢。站在董箐水電站壩頂,巨型壩面上一排排光伏板熠熠生輝﹔壩下,碧波奔流,發電機組平穩運轉。陽光轉化為綠色電能,沿水電已有通道匯入電網——水光相依,動靜相宜。這片“藍色光伏海洋”,正是貴州北盤江流域梯級水光互補一體化基地的生動縮影。
自2020年以來,南方電網貴州電網公司依托電網資源配置樞紐優勢,統一調度北盤江流域梯級電站,牽頭印發《貴州電網北盤江流域水光互補調度規則》,提出中長期、日前和實時互補調度規則,構建多時間尺度協調的水光互補調度模型,推動黔源電力依托流域水電資源,創新構建“水電調峰、光伏發電、聯合消納”模式,建成全國首個流域梯級水光互補可再生能源基地。截至目前,基地水光總裝機達370.31萬千瓦﹔待木城正界25萬千瓦在建光伏項目投產,總裝機將增至395.31萬千瓦。
壩面“種光”,不佔一寸耕地
“那時最難的不是技術,是地。”回憶起項目啟動之初,黔源電力董箐分公司一位建設人員感慨。項目所在區域土地資源緊缺,征地協調阻力重重。建設人員扎根一線、深入村落,走村串戶宣講政策、溝通答疑。即便多措並舉,可用土地規模仍無法滿足投產標准,項目推進一度陷入瓶頸。
困難面前,建設團隊傳承長征精神,走好新時代長征路。他們大膽突破傳統思路,嘗試水上光伏方案。然而,當地水域環境復雜,施工技術難度極大,方案最終未能落地。
“水上不行,壩上行不行?”在反復調研論証中,團隊徹底跳出傳統光伏建設思維,創新探索出大壩壩面光伏建設全新模式。方案論証那段時間,大家白天勘察壩體結構,晚上挑燈計算荷載,一張張圖紙鋪滿了辦公室。方案盤活了電站壩體閑置資源,不佔用一寸耕地,從根源上破解了土地資源制約項目建設的核心難題。
“光伏板立上壩面那天,大家站在壩頂看了很久。”一位參與建設的老師傅說,“以前隻覺得大壩是擋水的,沒想到還能‘種光’。”董箐水電站由此成為國內首座利用大壩安裝光伏板的電站。
不遠處的鎮良光伏項目,2020年9月開工、12月並網,是全國首座500千伏電壓等級並網的光伏電站。項目佔地約3000畝,裝機113兆瓦,通過1回500千伏內部聯絡線接入董箐水電站,線路長度僅約4.8公裡,大幅低於常規光伏項目,減少了對生態的影響,也充分利用了水電已有送出通道。
如今,壩面流光溢彩,綠電源源涌動。壩體之上“種”出的綠電,正順著原有水電通道,源源不斷匯入電網。
水光“共舞”,調活一條流域
走進貴州黔源集控中心,大屏上跳動的負荷曲線串聯起整條北盤江流域的發電脈搏。
北盤江流域梯級調度由南方電網貴州電網公司電力調度控制中心統一實施,黔源集控中心作為電站遠程值班單位,負責流域各電站的集中監控和運行值守。光照水庫屬年調節水庫,馬馬崖、董箐屬日調節水庫,主要承擔電網調峰、調頻。馬馬崖處在承上啟下的中間調節節點,水電調度統籌兼顧防洪、生態、發電等綜合用水需求,汛期配合電網頂峰發電並承擔光馬區間防洪攔蓄,平時則保障下游生態流量穩定下放。
“貴州天氣變化快,光伏負荷驟升驟降比較常見。”馬馬崖現場值班人員李展說。集控大屏上,一片雲層掠過光伏電站上空,出力曲線驟然下探。幾乎同時,AGC指令彈出。值班人員目光從光伏曲線移向機組參數畫面,各軸瓦溫度、振擺數據穩定跳動。約20秒后,機組負荷平穩調整到位。貴州電網公司調度控制中心通過AGC遠程自動調節電廠發電機實時負荷,響應時間一般不超過20秒。
水光互補常態化后,機組啟停頻次增加,對設備維護提出更高要求。“以前純水電的時候,機組啟停沒有這麼頻繁。現在一天可能要調整好多次,設備巡檢的節奏也跟著變了。”李展說。生態流量方面,珠江委要求下游不斷流且實時流量不得低於31立方米/秒。馬馬崖配備一台18兆瓦生態機組,額定流量31立方米/秒:電網需要頂峰時正常開機調整負荷,不需要頂峰時開生態機組下放流量,確保生態流量穩定下放。
2021年至2024年,在北盤江流域來水較多年平均偏枯的情況下,通過流域梯級水光互補調度,光照、馬馬崖、董箐水電站送出線路輸送能力得到充分利用。已投產光伏與水電打捆送出后,送出通道利用率分別提升:光照1.03%、馬馬崖2.33%、董箐1.78%。2025年,馬馬崖發電量18.11億千瓦時,完成年度計劃147%,創歷史新高。
綠電“共贏”,晴雨都是好天
水光互補,不是簡單相加,而是讓水電由“電源供應者”逐步轉向“電源供應者+電源調節者”。
“水光互補調度,難就難在沒有先例可循。”南方電網貴州電網公司電力調度控制中心蘇華英專家說,“水電、光伏特性完全不同,一個要調峰調頻,一個看天吃飯。我們做的,就是讓它們在一條流域上‘商量著來’。”
在南方電網貴州電網公司統一調度下,基地依托“風光水火儲一體化協同互補及靈活運行控制技術研究及示范應用”等一批南方電網重點科技項目,攻克流域多級水光互補協同運行控制難題,取得成果40余項,為調度規則落地和流域梯級水光互補穩定運行提供了技術支撐。
“過去一到新能源大發時段,我們神經高度緊張,生怕電網重要斷面越限。”南方電網貴州電網公司調度控制中心調度員趙本源指著調度大屏說。如今,貴州電網在全國首次創新應用並投用“SCD+AGC”聯合控制技術,實現復雜電網樞紐節點的全天候、自動化、精益化閉環管控,讓水、火、風、光、儲等各類電源從“各自為戰”走向“協同優化”。以“金州變主變上網斷面”安全控制為場景,實現中調與興義、六盤水地調的省地協同控制,斷面利用率超過90%。
基地還統籌壩面光伏與配套光伏開發,依托水電靈活調峰能力平抑光伏出力波動,水電站穩定出力的特性彌補了光伏的波動性,實現“水電+新能源”可觀、可控、可調、可測。
效益看得見。北盤江流域水能利用率100%,新能源發電利用率90%以上,減少棄光、棄水。鎮良光伏就近接入,線路僅約4.8公裡,節省送出投資、減少生態影響﹔壩面光伏不佔耕地,盤活閑置資源。董箐水電工程曾獲中國土木工程詹天佑獎、中國電力優質工程獎等,如今又在水光互補管理上探索出可復制、可推廣的“董箐方案”。
從“靠天吃飯”到“水光共舞”,晴天、雨天都是好天氣。北盤江上,一江碧水與一片藍板交相輝映——水與光在這條流域上協同起舞,也為“六網協同”背景下新型電力系統建設、水網電網融合發展,寫下來自貴州的生動注腳。(吳有康)
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