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《中国发电》微信公众号:《中国电业》综合论坛丨“水光互补”清洁能源创新发展实践
发布时间:2018-11-30 9:01:43   该新闻已访问 次

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必发官网登入象鼻岭水电厂(简称象鼻岭水电厂),于2015年12月14日成立,负责管理象鼻岭水电站和象鼻岭水光互补农业光伏电站。象鼻岭水电站位于贵州省威宁县与云南省会泽县交界处的牛栏江上,水电站坝址多年平均流量每秒128立方米,水库正常蓄水位1405米,死水位1370米,设计总库容2.63亿立方米,调节库容1.68亿立方米,装机容量两台12万千瓦,电站以I回220千伏线路接入威宁220千伏变电站,年发电量9.3亿千瓦时。象鼻岭光伏电站利用水电站附近荒地进行建设,依托水电站线路进行送出,一期装机规模4.8万千瓦,采用集散式结构,选用290Wp单晶硅组件,占地面积1800余亩,年发电量0.63亿千瓦时。

一、“水光互补”清洁能源创新发展的背景

大力发展清洁能源是我国应对能源紧缺、保障能源供应的重要发展方向。从能源格局演变看,新型的清洁能源取代传统能源是大势所趋。开发利用水能、太阳能、风能等可再生的清洁能源资源符合能源发展的轨迹,对建立可持续的能源系统,促进国民经济发展和环境保护发挥着重大作用。

必发官网登入(简称“必发官网登入”)成立于2000年11月。必发官网登入坚定走清洁能源之路、创新创造之路、和谐共生之路,以“奋斗者为本”,把企业自身发展与地方社会经济发展有机结合,聚焦核心业务,加快结构调整,深化改革发展,积极履行央企社会责任,为促进国民经济发展再作新贡献。

贵州省虽然缺油、气及核电资源,但煤矿、水利资源丰富,一次能源充足。象鼻岭水电站所在地威宁县太阳能资源为贵州之冠,威宁日照时间在1800小时至1830小时之间,被气象学界命名为“阳光城”,但由于交通、能源等客观条件的制约,发展速度相对缓慢。充分利用威宁县丰富的太阳能资源,发展光伏发电产业,以电力发展带动农业生产,有利改善当地经济落后的局面,促进威宁县经济社会又好又快发展。

目前,我国清洁能源发展的支持体系基本建立,相对完整的产业链基本形成,开发利用清洁能源的社会效益正逐步显现。在清洁能源资源丰富的老少边穷地区,需加大扶持力度,着力解决边远地区清洁能源一次性投入后带来的管理、维护等后续问题;并鼓励发展多种能源互补的开发模式,促进清洁能源的创新发展。

象鼻岭“水光互补”项目总装机规模288MW,与燃煤电厂相比,每年可节约标煤约310860t,可减少SO2排放量约26027.4t,氮氧化物(以NO2)13018.5t,温室气体(以CO2计)871239.9t。本项目的建设将大大减少对周围环境的污染,并有明显的节能、环境效益和社会效益。

二、“水光互补”清洁能源创新发展的内涵和做法

“水光互补”清洁能源创新发展的内涵:将水电长周期建设和光伏短周期建设相结合,利用水电先行建设的场地、资金和送出优势,结合地处云贵交界的气候和地域优势,依托国家发展新能源的电价补贴政策,依靠www.87bifa.com、必发官网登入及政府支持,借助“水光互补”的科学调度,实现水电与光伏的协同建设,创新清洁能源发展的模式,达到促进企业健康发展的任务目标。

这项管理创新有四大特点:一是模式创新,实现了贵州省首个“水光互补”项目的建成;二是决策科学,按照工程建设的客观规律,实现了水电和光伏的协调建设和按期投产;三是技术领先,利用水电和光伏的互补特性,优化调度、减少弃光、增加效益;四是财务优化,通过建设成本控制和资金优化,实现了水电和光伏互补运行的盈利。以下是具体做法:

(一)领导班子决策,明确目标和分工

要实现“水光互补”项目能建成,2016年初象鼻岭水电厂领导班子开展了“头脑风暴”,全面、审慎、积极地分析各方面的问题和条件,具体如下:首先分析象鼻岭水电站区域光伏开发的便利条件,一是可充分利用水电站已征地的施工生活区土地和水电站220kV送出线路的容量富裕,共用控制室和出线通道降低工程造价;二是对水电站周边光伏开发具备良好的管理优势,能最大限度地节约管理成本,降低运行费用;三是将光伏资源和水电资源整合为一个电源,优化了光伏电站的电能质量。其次分析象鼻岭水电站区域光伏开发的政策条件,一是符合国家对新能源开发的大政策,可获取较高的电价;二是www.87bifa.com集团目前在光伏开发上持有的积极态度,项目在立项和推进容易;三是符合贵州省及威宁县的发展需要,通过投资带动项目区域的群众脱贫致富。

经过认真讨论研究后,该厂决定由厂长秦岭和党总支书记杜杰分别负责牵头光伏和水电的相关工作,并明确2016年底前光伏项目立项,2017年6月30日前实现光伏电站投产发电,同年水电站“双投”,象鼻岭“水光互补”项目建成。

(二)用好用活新能源政策,加快光伏项目立项

在贵州省、www.87bifa.com、必发官网登入和威宁县大力发展新能源项目的政策支持下,经前期测光并进行光资源评估后,拟利用水电站施工区已征用土地和租用水电站周边土地建设48MW农业光伏电站。项目采用“水光农”互补开发模式,具有光伏、水电出力协调互补和土地综合利用的特点,同时利用项目土地进行农业开发,解决当地百姓就业。项目从可研阶段就得到各级政府和能源局、电网公司的大力支持,从立项到取得备案,仅耗时3个月,充分体现了项目的“生命力”优势。

(三)做好项目管理,确保如期投产

要实现“水光互补”就得分别建设好水电和光伏两个电站,其中水电是基础,光伏是发展。

1、做好水电站长周期建设安全和质量管控

象鼻岭水电站是“十二五”至“十三五”期间,贵州省开工建设的最大水电站工程,库容和装机都是必发官网登入水电板块的翘楚,大坝和地下厂房都是目前贵州省同类型规模最大的工程。

(1)长周期中严控安全。象鼻岭的工程安全管理十分困难,水电站周边地质条件十分复杂。面对困难,象鼻岭水电站在6年多的建设历程中,通过强化安全意思,严格安全管理等手段,一直保持着工程零死亡的记录。

(2)充分相信和依靠地方政府。象鼻岭水电站位于云贵交界的牛栏江上,周边汉、彝、苗、回等多民族杂处,征地移民、工程建设等工作阻力大;通过两地政府的协调,工程得以顺利开展。

(3)依靠建管处和监理,加强质量监督。水电站采用碾压混凝土拱坝的坝型方案,较其他方案可以节约近三分之一的投资,工程建设的难度也大幅度增加。通过建管处和监理协同管理,各参建单位从细节入手,严把验收关。

(4)水电厂作为业主,不等不靠、自己动手。因机电设备大多为业主自行采购,且电厂人员经过前期的生产准备,形成了一支敢打硬仗的运行和调试队伍,为工程的顺利投产奠定了坚实的基础。

2、做好光伏电站短周期质量和进度管控

光伏电站的建设相比其他工程建设项目而言,其投资金额大、建设周期短的独特性使得电站的建设管理的难度加大,安全、质量、进度和成本则是工程实施过程中需要控制的几个方面。

1、施工安全控制方面。项目坚决贯彻“安全第一,预防为主”的安全方针。要求监理单位、施工单位、劳务分包单位组织安全学习,树立安全意识,掌握安全技能,严格按照操作规程,特殊工种作业人员必须持证上岗,危险性较大的作业要有专项安全施工方案。

2、施工进度控制方面。由于光伏项目建设期只有几个月,施工进度的控制尤为重要,进度的控制主要是根据工期总目标的要求,督促施工单位按周报送每周应完成施工进度计划,并将进度计划分为里程碑、横道图和网络图计划。

3、工程质量的控制方面。质量控制是各项工作的重中之重,是项目在存续期间内实现营业利润的保证,质量控制重点抓好以下几个环节:

(1)质量控制要从源头上抓起。

(2)重点控制钢支架的垂直度,钢支架与埋件连接的牢固度。

(3)加强监理,重点和关键部位编制专项施工方案。

(四)开展“水光互补”运行研究

象鼻岭“水光互补”项目建成后,实现“水光互补”运行成为项目能否见效的关键,通过水光智能控制系统的研发,实现了项目的科学和高效运行。

1、主要研究内容

(1)“水光互补”自动运行控制技术研究

研究水电光伏自动发电控制(AGC)和自动电压控制(AVC)的控制模式、负荷优化分配策略及保护闭锁逻辑。研究在水光协调互补运行模式下,满足电网发电要求、以最大限度利用太阳能,减少弃水和弃光为目标的光伏与水电AGC、AVC的联合控制模型和控制策略。

(2)“水光互补”经济运行发电计划研究

根据光伏区的气象信息和发电历史信息,分析研究光伏功率预测的准确性;研究“水光互补”联合运行特性,水电站对光伏电站出力变化的补偿能力,主要是不同季节、天气时的补偿程度等;研究“水光互补”叠加出力的电能质量,评价水电对光伏出力电能质量提升的作用;研究发电效益最大化的水光互补运行方案。

2、创新点

(1)“水光互补”自动运行控制技术研究创新点是研究一种高效可靠的水光联合发电控制模型,利用水电机组的连续可调节特性,平抑光伏发电出力,保持新能源区域发电系统功率的稳定输出,提高电网电能质量,减少对电网的冲击。

(2)“水光互补”经济运行发电计划研究创新点是通过该研究,在调度层面,充分利用区域水、光互补协调,实现联合调度技术及运行管理,提高清洁能源有效利用率。

(3)将光伏、水电两种不同类型的电源整合为一个电源,通过水轮发电机组的快速响应能力和水电站水库调节能力,弥补光伏发电不稳定、出力变化大的缺点,使叠加出力平滑、稳定,减少电力系统为吸纳独立光伏电站发电所需的旋转备用容量,提高电力系统的安全性和稳定性。

3、研究成果

象鼻岭水电站装机240MW,多年平均电量约9.3亿kW.h,象鼻岭~威宁线路年利用小时约3875小时。光伏电站年发电量约0.63亿kW.h,与象鼻岭水电站打捆送出后,象鼻岭~威宁线路年利用小时提高至约4175小时。在除丰水年7~9月象鼻岭水电站无调节性能存在弃光或者弃水的可能外,象鼻岭水电与光伏电站联合运行均具有良好的互补能力。

(五)算好经济账,确保经济效益

“水光互补”不仅仅是运行方式上的互补,从财务角度来说,更是体现了投资上短期与长期的互补、现金流和利润的互补。

1、短期投资与长期投资的互补

水电站的建设是一个长期过程,其投资回报也是一个长期过程,随着经营年限的增加,固定资产折旧及财务费用减少后,盈利能力逐渐增强。光伏电站属于短周期项目,投产当年即可实现盈利,但随着经营年限增加后,发电量下降,盈利能力逐渐降低。利用水电和光伏的这一前一后的特性,综合利用,达到盈利的互补性。

2、现金流和利润的互补

水电站年发电量9.3亿kW.h,可产生2.72亿元的现金;光伏电站年发电量0.63亿kW.h,可产生约1000万元利润。象鼻岭“水光互补”项目通过分析这一互补特性,有效运用财务手段,减少了财务费用。

三、实施效果

(一)贵州首个“水光互补”项目建成

象鼻岭光伏电站首个方阵于2017年6月17日并网发电;象鼻岭水电站2017年8月15日2号机组通过72小时试运,8月18日1号机组通过72小时试运,标志着贵州首个“水光互补”项目全部建成投产。

(二)取得了显著的经济效益

象鼻岭“水光互补”项目利用已有的象鼻岭~威宁220kV送出线路,水光互补后线路年利用小时将由3875小时提高至约4175小时。2017年象鼻岭水电站发电2.7亿kW.h,光伏电站发电0.34亿kW.h,创造产值9891万元,产生效益1000余万元。

(三)取得了显著的社会效益

1、象鼻岭“水光互补”项目的建成,有利于落实我国大力发展清洁能源的战略部署,符合国家发改委、国家能源局关于推进多能互补集成优化示范工程建设的实施意见的要求,具有良好的示范效应。

2、象鼻岭“水光互补”项目的建成,是必发官网登入践行“绿色发展、清洁发展”的成果,为必发官网登入优化结构、转型升级、扭亏脱困创立了新的模式。

3、象鼻岭“水光互补”项目的建成,带动了地方经济的发展,项目总投资30个亿,通过移民搬迁、交通还建、工程外包、劳务用工等方式,带动当地人民脱贫致富。

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