“偉大歷程 輝煌成就——慶祝中華人民共和國(guó)成立70周年大型成就展”9月24日對(duì)公眾開(kāi)放以來(lái)，每天都有很多觀眾來(lái)到北京展覽館參觀。觀眾沿著時(shí)光隧道，全方位回顧共和國(guó)走過(guò)的光輝歷程。其中，清潔低碳的綠色能源項(xiàng)目——魯能海西多能互補(bǔ)集成優(yōu)化國(guó)家示范工程的展示沙盤(pán)，吸引了眾多觀眾駐足觀看。
作為世界上首個(gè)集風(fēng)光熱儲(chǔ)調(diào)荷于一體的多能互補(bǔ)科技創(chuàng)新項(xiàng)目，海西多能互補(bǔ)示范工程填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)風(fēng)光熱儲(chǔ)調(diào)荷的技術(shù)空白，有效解決了當(dāng)前新能源大規(guī)模并網(wǎng)的技術(shù)難題，促進(jìn)新能源規(guī)?；_(kāi)發(fā)和利用，對(duì)我國(guó)清潔能源發(fā)展具有重要意義。
多能互補(bǔ)，破解新能源發(fā)展難題
從青海省格爾木市區(qū)驅(qū)車(chē)向東約25千米，一座白色高塔映入眼簾——這里便是海西多能互補(bǔ)示范工程所在地。在占地200多平方千米的戈壁灘，分布著70萬(wàn)片湛藍(lán)的光伏板、200臺(tái)90米高的風(fēng)機(jī)和50個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電池集裝箱；188米高的吸熱塔周?chē)植贾?400塊定日鏡，在陽(yáng)光的照射下熠熠生輝。
作為魯能集團(tuán)有限公司打造的智慧能源平臺(tái)一號(hào)工程，今年9月建成的海西多能互補(bǔ)示范工程包括20萬(wàn)千瓦光伏、40萬(wàn)千瓦風(fēng)電、5萬(wàn)千瓦光熱及5萬(wàn)千瓦儲(chǔ)能項(xiàng)目。
項(xiàng)目總工程師魏鵬介紹，示范工程選址青海，與這里獨(dú)特的自然地理和氣候條件密不可分。青海地區(qū)海拔高，太陽(yáng)能資源豐富，年平均太陽(yáng)總輻射量在7000兆焦/平方米，年均風(fēng)速3米/秒以上，年風(fēng)能可用時(shí)間3500~5000小時(shí)，是我國(guó)開(kāi)發(fā)新能源項(xiàng)目條件最優(yōu)的地區(qū)之一。目前，青海省電源裝機(jī)2975萬(wàn)千瓦，其中新能源裝機(jī)1391萬(wàn)千瓦，占比達(dá)46.7%，是省內(nèi)第一大電源。
隨著新能源的快速發(fā)展，消納“三難、三不足”（外送難、調(diào)控難、消納難，電壓支撐不足、市場(chǎng)機(jī)制不足和參與共享不足）成為青海面臨的一大難題。如何解決這一難題？專(zhuān)家認(rèn)為，開(kāi)展多能互補(bǔ)協(xié)調(diào)控制，加強(qiáng)輸電通道和調(diào)峰能力建設(shè)，通過(guò)大電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度和跨省跨區(qū)交易，是一個(gè)有效的途徑。
2016年年底，國(guó)家電網(wǎng)有限公司組織開(kāi)展多能互補(bǔ)協(xié)調(diào)控制技術(shù)等5項(xiàng)課題研究。2017年7月，魯能集團(tuán)布局青海，開(kāi)始建設(shè)多能互補(bǔ)示范工程，應(yīng)用課題研究成果，為實(shí)現(xiàn)新能源大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用展開(kāi)探索。
海西多能互補(bǔ)示范工程發(fā)電廠廠長(zhǎng)曾需要說(shuō)，傳統(tǒng)新能源項(xiàng)目多以利用風(fēng)能、太陽(yáng)能為主，受天氣情況影響大，隨機(jī)性強(qiáng)，難以提供連續(xù)穩(wěn)定的電能輸出。示范工程創(chuàng)造性地應(yīng)用“多能互補(bǔ)集成優(yōu)化”新模式，風(fēng)電、光伏、光熱三種能源形式深度融合，并通過(guò)儲(chǔ)熱儲(chǔ)電系統(tǒng)加以調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)“1+1>2”的效果。
魯能集團(tuán)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，海西多能互補(bǔ)示范工程以光伏、風(fēng)電為主要開(kāi)發(fā)電源，以光熱儲(chǔ)能系統(tǒng)、蓄電池儲(chǔ)能電站為調(diào)節(jié)電源，多種電力組合，可有效彌補(bǔ)風(fēng)電和光伏不穩(wěn)定不可調(diào)的缺陷，解決用電高峰期和低谷期電力輸出不平衡的問(wèn)題。同時(shí)，工程設(shè)計(jì)可靈活組合的風(fēng)光熱儲(chǔ)7種聯(lián)合控制模式，構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能調(diào)控，支撐新能源發(fā)電就地消納和遠(yuǎn)距離送出，提高新能源利用率。項(xiàng)目整體運(yùn)行后，在外送通道能力下降40%時(shí)，新能源利用率仍可超過(guò)95%。
根據(jù)項(xiàng)目可研和已運(yùn)行項(xiàng)目數(shù)據(jù)，海西多能互補(bǔ)示范工程年發(fā)電量預(yù)計(jì)約12.625億千瓦時(shí)，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約40.15萬(wàn)噸。工程所發(fā)電量除部分就近消納外，其余電量采取跨省交易的方式通過(guò)電網(wǎng)輸送至山東、上海、浙江等中東部地區(qū)，為當(dāng)?shù)靥峁┣鍧嶋娔堋?/p>
工程中的5萬(wàn)千瓦儲(chǔ)能系統(tǒng)是目前國(guó)內(nèi)最大的電源側(cè)集中式電化學(xué)儲(chǔ)能電站。在今年青?！熬G電15日”期間，該電站作為唯一一座參與共享儲(chǔ)能市場(chǎng)化交易的電站，累計(jì)充電74.2萬(wàn)千瓦時(shí)，放電50.12萬(wàn)千瓦時(shí)，創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)效益37.59萬(wàn)元?！肮蚕韮?chǔ)能參與市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)，推動(dòng)了青海乃至全國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量、效益、動(dòng)力變革。”國(guó)網(wǎng)青海省電力公司調(diào)度控制中心主任方保民說(shuō)。
“示范工程實(shí)現(xiàn)了風(fēng)光熱儲(chǔ)的一體化控制，其建設(shè)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)可為其他新能源項(xiàng)目提供借鑒。”魏鵬說(shuō)，清潔能源資源豐富但存在消納問(wèn)題的地區(qū)，可以復(fù)制示范工程的建設(shè)成果，提升新能源利用率。
國(guó)家能源局西北能源監(jiān)管局局長(zhǎng)黃少中認(rèn)為，海西多能互補(bǔ)示范工程配置先進(jìn)，建設(shè)理念超前，具備可復(fù)制性、引領(lǐng)性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性、示范性，將推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，促進(jìn)新能源消納。
奮力攻堅(jiān)，高質(zhì)量完成工程建設(shè)
158天日夜奮戰(zhàn)建成光伏、風(fēng)電項(xiàng)目，16個(gè)月建成光熱項(xiàng)目，2年零2個(gè)月整體建成海西多能互補(bǔ)示范工程——工程建設(shè)者秉持著“努力超越、追求卓越”的企業(yè)精神，在摸索中攻克了一個(gè)又一個(gè)難題。
格爾木海拔近3000米，日照強(qiáng)烈，少雨大風(fēng)，干旱缺氧，自然環(huán)境惡劣，增加了項(xiàng)目的施工難度。
冬天，格爾木的最低氣溫達(dá)零下30攝氏度。2018年冬季的一天，海西多能互補(bǔ)示范工程風(fēng)電場(chǎng)副場(chǎng)長(zhǎng)韓永彬像往常一樣，爬上90米高的風(fēng)機(jī)檢修。他說(shuō)：“人在風(fēng)機(jī)上的體感溫度會(huì)更低，風(fēng)刮過(guò)來(lái)就像刀子一樣割在臉上。”摘下手套，幾秒鐘后手就沒(méi)了知覺(jué)，戴著手套又沒(méi)法擰螺絲，但是檢修工作必須按時(shí)完成。他想了個(gè)辦法：把手放在胳肢窩里，焐一會(huì)兒擰兩下，再焐一會(huì)兒再擰兩下。韓永彬就這樣堅(jiān)持著，在風(fēng)機(jī)上一干就是八九個(gè)小時(shí)：“這不算什么，最重要的是能保證風(fēng)機(jī)正常發(fā)電。”
除了惡劣的自然條件，項(xiàng)目建設(shè)還面臨著重大的技術(shù)考驗(yàn)。
吸熱器作為光熱項(xiàng)目的核心部件，需要固定在12根重約18噸的立柱組件上。每個(gè)立柱組件由鋼結(jié)構(gòu)組成，最大件重約4噸。“吸熱器鋼結(jié)構(gòu)的安裝精度需要控制到0.1毫米，對(duì)我們提出了非常高的要求?！焙Ｎ鞫嗄芑パa(bǔ)示范工程項(xiàng)目建設(shè)部的董鵬飛說(shuō)。
“第一段6個(gè)立柱組件，我們花了近一個(gè)月的時(shí)間去找正。找正工作反復(fù)進(jìn)行了八遍才達(dá)到規(guī)范要求！”項(xiàng)目管理人員山永兆說(shuō)，“我們每天反復(fù)測(cè)量立柱的標(biāo)高、垂直度、開(kāi)擋對(duì)角尺寸的60個(gè)點(diǎn)，再用液壓裝置一點(diǎn)一點(diǎn)地去微調(diào)?！弊罱K，吸熱器鋼結(jié)構(gòu)安裝精度控制在0.1毫米內(nèi)。
更為關(guān)鍵的是，建設(shè)多能互補(bǔ)示范工程是一個(gè)全新實(shí)踐，沒(méi)有成熟經(jīng)驗(yàn)可供借鑒。
“國(guó)內(nèi)外同類(lèi)的光熱項(xiàng)目多采用20多平方米的小鏡面定日鏡。我們經(jīng)過(guò)反復(fù)研究對(duì)比，最終采用了138平方米的大鏡面，是國(guó)內(nèi)目前最大規(guī)格的鏡面。與小鏡面相比，定日鏡數(shù)量減少了近80%，可以極大地減少故障，簡(jiǎn)化操作，降低后期運(yùn)營(yíng)、維護(hù)成本?！倍i飛說(shuō)，考慮到設(shè)備在戈壁灘上會(huì)受到風(fēng)沙侵襲和干擾，定日系統(tǒng)還增加了防沙功能。
今年7月，中國(guó)科學(xué)院院士、工程熱物理專(zhuān)家何雅玲在參觀項(xiàng)目后認(rèn)為，魯能集團(tuán)圍繞“三型兩網(wǎng)”建設(shè)目標(biāo)，建設(shè)多能互補(bǔ)示范工程，解決當(dāng)前阻礙新能源大規(guī)模并網(wǎng)的技術(shù)難題，促進(jìn)新能源規(guī)?；_(kāi)發(fā)和利用，推動(dòng)能源消費(fèi)擺脫化石能源，在新能源發(fā)展史上具有里程碑意義，對(duì)我國(guó)清潔能源發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。
