“偉大歷程 輝煌成就——慶祝中華人民共和國成立70周年大型成就展”9月24日對公眾開放以來，每天都有很多觀眾來到北京展覽館參觀。觀眾沿著時光隧道，全方位回顧共和國走過的光輝歷程。其中，清潔低碳的綠色能源項目——魯能海西多能互補集成優(yōu)化國家示范工程的展示沙盤，吸引了眾多觀眾駐足觀看。
作為世界上首個集風(fēng)光熱儲調(diào)荷于一體的多能互補科技創(chuàng)新項目，海西多能互補示范工程填補了國內(nèi)風(fēng)光熱儲調(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，促進新能源規(guī)模化開發(fā)和利用，對我國清潔能源發(fā)展具有重要意義。
多能互補，破解新能源發(fā)展難題
從青海省格爾木市區(qū)驅(qū)車向東約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70萬片湛藍的光伏板、200臺90米高的風(fēng)機和50個標準電池集裝箱；188米高的吸熱塔周圍分布著4400塊定日鏡，在陽光的照射下熠熠生輝。
作為魯能集團有限公司打造的智慧能源平臺一號工程，今年9月建成的海西多能互補示范工程包括20萬千瓦光伏、40萬千瓦風(fēng)電、5萬千瓦光熱及5萬千瓦儲能項目。
項目總工程師魏鵬介紹，示范工程選址青海，與這里獨特的自然地理和氣候條件密不可分。青海地區(qū)海拔高，太陽能資源豐富，年平均太陽總輻射量在7000兆焦/平方米，年均風(fēng)速3米/秒以上，年風(fēng)能可用時間3500~5000小時，是我國開發(fā)新能源項目條件最優(yōu)的地區(qū)之一。目前，青海省電源裝機2975萬千瓦，其中新能源裝機1391萬千瓦，占比達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、市場機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？專家認為，開展多能互補協(xié)調(diào)控制，加強輸電通道和調(diào)峰能力建設(shè)，通過大電網(wǎng)實現(xiàn)全網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度和跨省跨區(qū)交易，是一個有效的途徑。
2016年年底，國家電網(wǎng)有限公司組織開展多能互補協(xié)調(diào)控制技術(shù)等5項課題研究。2017年7月，魯能集團布局青海，開始建設(shè)多能互補示范工程，應(yīng)用課題研究成果，為實現(xiàn)新能源大規(guī)模開發(fā)利用展開探索。
海西多能互補示范工程發(fā)電廠廠長曾需要說，傳統(tǒng)新能源項目多以利用風(fēng)能、太陽能為主，受天氣情況影響大，隨機性強，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，并通過儲熱儲電系統(tǒng)加以調(diào)節(jié)，實現(xiàn)“1+1>2”的效果。
魯能集團相關(guān)負責(zé)人介紹，海西多能互補示范工程以光伏、風(fēng)電為主要開發(fā)電源，以光熱儲能系統(tǒng)、蓄電池儲能電站為調(diào)節(jié)電源，多種電力組合，可有效彌補風(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題。同時，工程設(shè)計可靈活組合的風(fēng)光熱儲7種聯(lián)合控制模式，構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源系統(tǒng)實現(xiàn)智能調(diào)控，支撐新能源發(fā)電就地消納和遠距離送出，提高新能源利用率。項目整體運行后，在外送通道能力下降40%時，新能源利用率仍可超過95%。
根據(jù)項目可研和已運行項目數(shù)據(jù)，海西多能互補示范工程年發(fā)電量預(yù)計約12.625億千瓦時，每年可節(jié)約標準煤約40.15萬噸。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5萬千瓦儲能系統(tǒng)是目前國內(nèi)最大的電源側(cè)集中式電化學(xué)儲能電站。在今年青海“綠電15日”期間，該電站作為唯一一座參與共享儲能市場化交易的電站，累計充電74.2萬千瓦時，放電50.12萬千瓦時，創(chuàng)造直接經(jīng)濟效益37.59萬元?！肮蚕韮δ軈⑴c市場化運營，推動了青海乃至全國新能源產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)質(zhì)量、效益、動力變革?！眹W(wǎng)青海省電力公司調(diào)度控制中心主任方保民說。
“示范工程實現(xiàn)了風(fēng)光熱儲的一體化控制，其建設(shè)經(jīng)驗和技術(shù)可為其他新能源項目提供借鑒?！蔽葫i說，清潔能源資源豐富但存在消納問題的地區(qū)，可以復(fù)制示范工程的建設(shè)成果，提升新能源利用率。
國家能源局西北能源監(jiān)管局局長黃少中認為，海西多能互補示范工程配置先進，建設(shè)理念超前，具備可復(fù)制性、引領(lǐng)性、先進性、經(jīng)濟性、示范性，將推動新能源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，促進新能源消納。
奮力攻堅，高質(zhì)量完成工程建設(shè)
158天日夜奮戰(zhàn)建成光伏、風(fēng)電項目，16個月建成光熱項目，2年零2個月整體建成海西多能互補示范工程——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又一個難題。
格爾木海拔近3000米，日照強烈，少雨大風(fēng)，干旱缺氧，自然環(huán)境惡劣，增加了項目的施工難度。
冬天，格爾木的最低氣溫達零下30攝氏度。2018年冬季的一天，海西多能互補示范工程風(fēng)電場副場長韓永彬像往常一樣，爬上90米高的風(fēng)機檢修。他說：“人在風(fēng)機上的體感溫度會更低，風(fēng)刮過來就像刀子一樣割在臉上?！闭率痔?，幾秒鐘后手就沒了知覺，戴著手套又沒法擰螺絲，但是檢修工作必須按時完成。他想了個辦法：把手放在胳肢窩里，焐一會兒擰兩下，再焐一會兒再擰兩下。韓永彬就這樣堅持著，在風(fēng)機上一干就是八九個小時：“這不算什么，最重要的是能保證風(fēng)機正常發(fā)電?！?/p>
除了惡劣的自然條件，項目建設(shè)還面臨著重大的技術(shù)考驗。
吸熱器作為光熱項目的核心部件，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，對我們提出了非常高的要求?！焙Ｎ鞫嗄芑パa示范工程項目建設(shè)部的董鵬飛說。
“第一段6個立柱組件，我們花了近一個月的時間去找正。找正工作反復(fù)進行了八遍才達到規(guī)范要求！”項目管理人員山永兆說，“我們每天反復(fù)測量立柱的標高、垂直度、開擋對角尺寸的60個點，再用液壓裝置一點一點地去微調(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)多能互補示范工程是一個全新實踐，沒有成熟經(jīng)驗可供借鑒。
“國內(nèi)外同類的光熱項目多采用20多平方米的小鏡面定日鏡。我們經(jīng)過反復(fù)研究對比，最終采用了138平方米的大鏡面，是國內(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，簡化操作，降低后期運營、維護成本。”董鵬飛說，考慮到設(shè)備在戈壁灘上會受到風(fēng)沙侵襲和干擾，定日系統(tǒng)還增加了防沙功能。
今年7月，中國科學(xué)院院士、工程熱物理專家何雅玲在參觀項目后認為，魯能集團圍繞“三型兩網(wǎng)”建設(shè)目標，建設(shè)多能互補示范工程，解決當(dāng)前阻礙新能源大規(guī)模并網(wǎng)的技術(shù)難題，促進新能源規(guī)?；_發(fā)和利用，推動能源消費擺脫化石能源，在新能源發(fā)展史上具有里程碑意義，對我國清潔能源發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。
