本刊记者 李鹏


        


        能源是推动社会发展的根本动力,在我国,五大发电集团主宰着我国电力市场。为顺应世界绿色能源革命的潮流,各大发电集团在传统能源领域开疆扩土的同时,也在积极布局能源结构转型升级,发展新能源成为其重要抓手。2015年5月,由原中国电力投资集团公司与国家核电技术公司重组组建的国家电力投资集团公司(简称“国家电投”)乃五大发电集团之一,国家电投成立后,确立了以“先进能源技术创新为驱动,以清洁能源开发为主导”的发展战略。


        截止2018年6月底,国家电投电力总装机容量1.31亿千瓦,其中:水电2203万千瓦,太阳城国际发电1500万千瓦,风电1459万千瓦。清洁能源比重达到47.18%。水电与新能源装机规模位列五大发电集团第一。截止2018年6月底,国家电投共有430余座光伏电站,光伏发电装机容量位列全国第一,近5年,年均增长率为46.93%,累计装机规模和增速均位列世界第一,为全球最大的光伏发电投资商。国家电投集团共有30家二级单位拥有光伏发电资产,主要分布在青海、新疆、河北、山东、山西等30个省区以及境外日本、马耳他。


        作为国内外光伏发电龙头老大,国家电投都建设了哪些光伏项目?运营状况如何?在国家电投北京公司有关负责人的带领下,笔者与其它媒体记者一行对其国内一些典型的各具特色的光伏项目进行了实地采访,开启了国家电投光伏之旅。采访中笔者深切感受到了国家电投坚定走绿色发展之路的雄心壮志。


        (一)光伏治沙开新篇


        沙漠治理是各国保护环境,恢复生态面临的一个重要挑战,各地有因地制宜不同的治理方案,而国家电投在国内外开启了光伏治沙之先河。


图1、磴口治沙前的原地质地貌

        

图2、磴口沙漠生态治理光伏电站

    

    

图3、如今的磴口沙漠绿洲


        8月6日,采访第一站便是位于内蒙古境内的国家电投磴口生态治理光伏电站。磴口县地处内蒙古西部河套平原源头,乌兰布和沙漠东部边缘,全年日照小时数在3100-3300小时以上,属于我国太阳城国际富集区域,也是内蒙古自治区规划的发展太阳城国际产业的重点地区。磴口县70%以上被乌兰布和沙漠覆盖,据林业局,磴口在未治理前的植被覆盖率为8%。


        随着我国光伏产业的快速发展,这个昔日无人问津的不毛之地,因其优越的太阳城国际资源和沙漠廉价土地——每年50元/亩租金+50年租期的优势,很快吸引了国内众多光伏企业前来投资布局。


        国家电投集团北京电力有限公司所属内蒙古新能源公司充分利用乌兰布和沙漠资源和充足的光照优势,将光伏发电与沙漠治理相结合,打造光伏产业生态治理示范项目,探索出经济、生态效益双赢的新模式。


        继磴口一期20MWp光伏项目2012年12月投运后,国家电投为了探索光伏治沙新路子,抢种绿植实现固土治沙的目标,在自然条件恶劣和施工难度大的条件下,从2014年10月到年底,这个占地1700亩,总投资4.2亿的二期50MWp光伏治沙工程仅用两个半月时间即完成电站建设,彰显了国家电投非凡的速度与效率。


        预计此电站在25年寿命期内年平均上网发电量为7782.1920万千瓦时,年等效利用小时数为1445小时,每年可节约标准煤约25370吨,实现二氧化碳减排93023吨。项目及光伏与治沙为一体,治沙面积为800多亩,已经种植苜蓿、沙耗等治沙植物,种植面积800多亩。实施“沙漠+光伏+设施牧草”的特色种植模式,使沙漠植被覆盖率由原来的8%提高到77%,并形成了特殊的小气候和绿化环境。据悉,该电站执行当年0.9元/kWh的上网电价20年不变,使得电站不仅具有良好的经济效益,也同时具有良好的社会效益和环境效益。


        磴口工业园区管委会党工委书记、主任袁海文带领记者参观了这个四年大变样的沙漠绿洲,一个集光伏发电、现代牧业、沙草产业、生态旅游为一体太阳城国际生态产业治理示范基地已初具雏形。他对我国光伏和农业政策了如指掌,踌躇满志地盘算着未来光伏治沙新蓝图。据他介绍“531新政”之后,一家国内龙头光伏企业已经与当地政府签订了30MW平价上网的光伏项目意向书。


        日前,磴口乌兰布和沙漠百万级光伏治沙基地已列入国家“十三五”发展规划。本次规划分为三期,总建设规模为300万千瓦,占用沙地9万亩,一期100万千瓦,能形成固定资产投入100亿元,占用沙地3万亩,形成产值17亿元。项目建设完成后,将是全国规模最大的光伏治沙项目,年发电量18亿度,实现税收1.2亿元。


        目前由内蒙古新能源公司开发运营的新能源总装机容量136.45万千瓦(风电94.45万千瓦,光伏42万千瓦),这些电站分布在内蒙古、新疆多个不同区域,分布范围广,空间距离远、地处偏僻等特点,分散而庞大的风光电站是如何运维的?


        国家电投呼和浩特生产运营中心于2016年11月30日正式上线运行,是国家电投集团首批18个生产运营中心之一,由北京公司所属内蒙古新能源公司负责管理运营。计划接入22个项目,容量122.8万千瓦。


        在运营中心大厅,据公司总经理吉冰涛介绍,公司与华为合作开发了业内先进的远程监控运维系统,实现新能源项目生产运营集约化管理——“远程集中监视、维检中心机动检修、现场少人值守”,为推进新能源产业的集约化、专业化、数字化管理提供了重要的示范作用。此中心目前已完成19个风、光项目的接入,总容量105.7万KW,实现了20人运行506台风机、520台逆变器,将人员转移到维检业务上,达到了“每人运维管理一万千瓦机组”,并且其规模效应还远未释放。


        在总结内蒙磴口光伏治沙项目的基础上,北京公司相继在新疆区域建成吐鲁50MWp、额敏60MWp、喀什40MWp戈壁沙漠光伏项目,为西北区域治沙固沙、生态保护探索出一条“光伏治沙”新模式。


        (二)大同采煤沉陷区领跑,打造精品光伏工程


        大同是我国知名的“煤都”,由于长时期、大规模的煤炭开采,在南郊区、新荣区和左云县形成了1687.8平方公里的采煤沉陷区,这样的贫瘠土地又不适宜农业耕作,造成大部分土地废弃荒芜。但大片的采煤沉陷区给光伏电站建造提供了成片可使用的廉价土地,加上良好的光照条件、电力输出条件,2015年6月25日,山西省大同市采煤沉陷区国家先进技术光伏示范基地成为能源局“光伏领跑者”计划首个被批准的项目。


        

图4、大同采煤沉陷区“领跑者”光伏电站


        8月8日采访第二站——大同中电辰光100MW光伏电站的示范区。大同中电辰光100MW光伏发电项目位于大同市南郊区高山镇--云冈镇片区小窑头村附近,分四大片区,总占地面积为3922亩,涉及两乡镇6个村,由国家电投旗下中电国际全额投资,总投资9.1亿元,是大同采煤沉陷区光伏示范基地中7个“100MW领跑者计划项目”的其中一个。


        此项目中电国际没有采取交由EPC企业做总包,而是采取了设计、施工一体化的模式,组件、逆变器两大核心部件由国家电投集团集中采购,剩下的设备总包单位必须从国家电投集团的短名单选择优质企业。


        该项目采取林光互补模式,于2015年9月2日获得山西省发改委备案,同月29日全面开工建设,2016年6月18日17:15分实现了大同采煤沉陷区光伏示范基地13个项目中的首个并网发电项目;18点33分,实现全容量并网,成为基地7个项目中首个实现全容量并网的电站。电站厂长告诉记者,公司与当地农民签订租金了每年400元/亩、租期25年的租约,农民获得了比耕种更高更稳定的收入,如果参与电站维护服务还可获得额外经济收入,此举对做好当地的“三农”工作起到了很好的促进作用。


        作为国内第一个获批“领跑者”计划的项目,项目所在区域年总辐射量5464.87MJ/m2,设计年利用小时数1262小时,建成后预计年均发电量14515万千瓦时,动态总投资81840万元。资本金内部收益率为19.02%,投资回收期为8.67年。项目采用转换效率达17.12%的单晶280WPPERC技术光伏组件,采取转换效率达99%的集装箱式和组串式逆变器,支架采用铝合金材质,共分为季节可调式支架、双轴跟踪支架、斜单轴跟踪支架、水平单轴跟踪支架以及固定支架等5种支架方案,发电量同比增加15%,共分4个区域,实现了在同区域、同容量占地面积最小的目标。在近期国家能源局组织的大同领跑者项目验收工作中,项目系统效率PR实测高达84.53%,超过了国家设定的81%和公司承诺82%的指标,当属同行中的精品工程。


        此第一批领跑者项目执行的是当年的上网标杆电价0.95元/kWh,如今参与领跑者项目在此地的竞标电价降为0.39元/kWh,由此可见,光伏领跑者计划推动了先进光伏技术的进步,加快了光伏发电平价上网的步伐。


        (三)无限风光在险峰


        由于受季节更替和天气变化的影响,风能、太阳城国际都是不稳定、不连续的能源,单独的风力发电或太阳城国际光伏发电都存在发电不稳定的缺陷。但风能和太阳城国际具有天然的互补优势。


        8月9日采访第三站,我们来到了张家口阳城子风光互补电站。此电站位于张家口市宣化区深井镇东部的山地丘陵地区,属于太阳城国际资源二类地区,平均海拔约1200米,电站总体规划容量为300 MW,其中光伏100 MW,风电200 MW,目前在运容量119.5MW,于2014年12月底投产,是国家电投集团河北公司的首个风光互补项目。国家电投集团河北公司积极利用张家口地区充足的风能和光照优势,将光伏发电与风力发电相结合,打造风光互补示范项目,探索了一种具有较高性价比的新型能源发电系统。


        记者一行乘坐皮卡车沿着崎岖不平的山路逶迤而上,很窄的道路旁边就悬崖,笔者的心也因此一直悬着,由此体会到当初数量巨大的光伏设备和庞大而巨重的风电机组运上山安装之艰难,维护同样很艰险,不禁感慨“无限风光在险峰”,荒山产绿电的确来之不易。登到山顶,我们看到一排排光伏板就像大海的波浪在山地丘陵间连绵起伏,风力机在光伏阵列中俨然鹤立鸡群,蔚为壮观。


        

图5、张家口阳城子风光互补电站


        “偏远散小、点多面广”是山地风光电站的基本特征。张家口生产运营中心主控制室是对风光电站统一调度指挥和管理的枢纽,作为国家电投集团公司专业化的运营管理机构,全面建成后将整体负责集团公司在冀北区域内新能源场站的生产运营管理,通过大数据分析、物联网、无人机等先进技术打造出智能管理平台,实现“集控进城、区域维检、场站安保”管理目标,促进企业效益不断提升。


        提高发电量,度电必争,是光伏电站的最基本要求。公司积极参与大数据应用研究促进技术创新,光伏组串健康预警、风机发电机轴承故障预警系统项目成功申报集团公司大数据试点示范项目;通过对电站频报“PV绝缘阻抗异常告警”“PV绝缘阻抗异常保护动作”的研究,采用逆变器负极接地改造,有效抑制抑制组件PID效应,减少PID效应对发电量的影响;针对山地光伏灌木、杂草、荆条、山体遮挡的影响,通过对现场数据收集和对数据的研究,对光伏组件位置调整、倾角调整,及时修整灌木杂草,有效的解决了组串遮挡问题,提高光伏发电量。


        阳城子风光互补电站自投产以来共贡献清洁电力6.96亿kWh。2016年,中国电力企业联合会组织全国25家发电公司的332家光伏发电企业开展全国光伏电站生产运行指标对标评比活动,该电站获得华北地区河北省(张家口地区)一等奖。(待续)

        

2018年08月13日

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