图为黄河公司光伏产业园一隅
黄河公司/供图
日前，位于青海省西宁市的“青海省光伏工程技术研究中心”研发大楼，正在紧张建设中，预计年底全面投运。记者了解到，该中心的主要研究方向包括光伏储能一体化智能管理系统研究和千万千瓦级水光风多能互补协调控制研究。
实际上，自国家电投集团黄河上游水电开发有限责任公司(下称“黄河公司”)提出和实施“水光互补”模式迄今，已建设了全球运行最大的“水光互补”项目——85万千瓦龙羊峡水光互补光伏发电项目，使我国相关研究成果稳居全球前列。
“水光互补”率先在青海取得突破，在全球开创了传统能源与新能源协调运行的先河。这主要得益于青海省丰富的风、光、水等可再生能源，催生了多能互补的巨大潜力。公开资料显示，青海水能资源丰富，理论水能蕴藏量2187万千瓦，约占全国3%。同时也是太阳能资源综合开发利用条件最优的地区之一，海南藏族自治州共和县等地年辐射总量大于6800兆焦耳/平方米，截至2017年底，青海太阳能发电量居全国之首。当前青海正因地制宜，构建水—光—风—热多能互补集成优化的全产业链。
龙羊峡水电站是黄河上游第一座大型梯级电站，被誉为黄河的“龙头”电站。早在2013年，黄河公司提出将光伏电站作为“虚拟水电”机组的概念，并于当年在共和县黄河公司光伏产业园内，建成龙羊峡水光互补一期32万千瓦并网光伏电站。2015年,二期85万千瓦水光互补光伏电站全部建成并网发电，占地面积20.4平方千米。作为龙羊峡水电站的“编外机组”，将原本不稳定的锯齿型光伏电源，调整为更加友好的平滑稳定电源，并入电网。
据统计，龙羊峡水光互补一期、二期工程投产近5年，累计发电53.44亿千瓦时，对应节省标准煤187.04万吨，减少二氧化碳排放466万吨，有效改善了当地的生态环境。此外，减少了电网接纳新能源的旋转备用容量，将龙羊峡水电站送出线路年利用小时由原来设计的4621小时提高到5019小时，提高了送出线路的经济效益。
随着新能源装机量的不断增加，储能的重要性也不断凸显。“新能源的特性决定储能不可或缺。”黄河公司董事长谢小平告诉记者，光伏行业要可持续发展，必然要增加储能。
6月26日，黄河公司实证基地2万千瓦储能项目顺利并网发电，配套投入16.7兆瓦时电池容量，这是继6月24日100万千瓦水风光多能互补集成优化示范项目并网发电的又一创举，在大规模智能调度、风、水、光伏发电联合控制技术应用方面的进一步创新与实践，电站的协调运行能力将进一步提升，基本可以保证不弃光、不弃风，互补调节后的组合电源出力曲线将更加平滑、稳定，电能质量更加友好、优质、安全。
在天津大学前沿技术研究院院长练继建看来，黄河公司通过“一条大河、一片荒漠”，实现了水电与光伏发电的完美结合。“龙羊峡多能互补系统的调峰调频能力都在提高，经济社会生态效应显著，为多能互补开发起到了良好的示范作用。”
不过，在业内看来，大规模风光接入后，多能互补系统还有一些重点和难点问题待解决。练继建认为，“首先是多种能源系统的优化容量配置问题，包括限电情况下，储能容量的优化配置。其次是如何融合气象信息大数据，形成多能互补系统的短期、超短期，以及实时调控的技术和装备。最后，则是如何形成多能互补系统的优化调控策略。”
值得一提的是，青海地处青藏高原腹地，涉及两群三带的生态安全屏障，如何协调光伏开发利用与生态保护环境之间的关系，是青海未来清洁能源开发中必须考虑的重大问题。据了解，黄河公司已将生态保护的理念融入开发中，从电站设计、施工、安装环节开展环境保护措施的研究，平衡光伏电站建设与生态环境保护之间的关系。
怎样定量研究大规模光伏电站建设对生态环境的效益?“光伏电站的大规模开发也就是近几年的事情，光伏电站对生态环境的影响是行业共同面对的新问题。”西北旱区生态水利国家重点实验室学术委员会副主任周孝德介绍，已在共和县建立起中长期现场监测。
“分析2012年至2016年间，54平方公里区域内的遥感影像图，以2013年为界，电站规模逐渐增加，生态环境累计效应逐年显现。局部区域植被覆盖度显著增长，增幅达15%，年均降雨量增长逾20%，风速从1.8m/s降到1.6m/s，对气温影响不明显,土壤有机含量增幅显著。”周孝德说。
