中国储能网讯：雅砻江流域水风光一体化基地由雅砻江上22级水电站、8座大型抽水蓄能电站、16个大型风电场、40个大型光伏电站组成，年均发电量约为2000亿千瓦时，相当于北京市两年的用电量。它是如何运行的？电站建设面临哪些难题？未来又将如何改变我们的生活？

  2024年1月21日

  CCTV10科教频道

  高端科普栏目《透视新科技》

  推出《新型超级电站》专题节目

  聚焦雅砻江流域水风光一体基地

  雅砻江公司副总经理张鹏

  与水电水利规划设计总院副院长赵增海

  受邀做客栏目

  共同讲述水风光一体化开发的

  重要意义和背后蕴藏的原理

什么是“超级”清洁能源电站？

  主持人胜春：今天我们说的是一个超级清洁能源电站，两位先给我们解释一下，在你们行业内对“超级”如何来界定？

  张鹏：雅砻江水风光一体化基地，我们称它为一个“超级电站”。首先规模巨大，它的总规模是7800万千瓦。

  主持人胜春：这是什么概念？

  张鹏：这个规模相当于三个三峡的规模。

  主持人胜春：三个三峡电站的规模。

  张鹏：那么如果从发电量来看的话，它的年发电量是2000亿度（千瓦时）。

  主持人胜春：我们怎么理解？

  张鹏：2000亿度（千瓦时）大概相当于两个北京市一年的用电量，或者是四川省用电量的一半。这个基地里面它是一个电站群，与其他的一些基地不同，这个基地里面没有化石能源，它的构成元素包括了水电、光伏和风电，那么这几种能源都是清洁能源。首先这一条主线，是1500公里的雅砻江上规划有22级水电站，然后在两边60公里范围之内，又有很多光伏电站和风电站，它们组合在一起以后是一个百分之百的清洁能源基地，就是说这个基地里面发出的电是零碳的。

  主持人胜春：零碳的，完全的清洁能源。

  张鹏：现在来看，我们初步建的这两个电站，单独看它自己也都是很了不起的电站。以腊巴山风电为例，在（2023年）9月份发电，它是51台风机的一个风电站，占地40公里的线路，大概是每隔一公里就有一个风机，腊巴山风电（装机）25.8万千瓦，虽然它总规模不大，但它在四川区域也是一个非常大的单体风电场。我们刚刚建成的另一个是柯拉光伏电站，（装机）100万千瓦，它是由200多万块光伏板组成，占地面积大概是三个大兴机场那么大。

  主持人胜春：目前我们超级清洁能源基地在全球是一个什么状态？其他的国家，那些发达国家有没有进行过类似的尝试？

  赵增海：在世界上来说，超级清洁能源基地这种开发的模式，中国还是走在国际先例，从理论体系、规划体系上，中国都在摸索，应该说我们的规划已经起步了。国际上由于国情、地理上，还有一些能源禀赋的状况，基本上还没有开始采取这种大的清洁能源基地开发的模式。

  张鹏：它在国际上还是一个空白。

  主持人胜春：目前我们是第一个吃螃蟹的人。

  张鹏：我们是在先行先试。

超级清洁能源基地为什么建在雅砻江？

  主持人胜春：为什么这样一个超级清洁能源基地建在了雅砻江？当时出于什么样的考虑？

  赵增海：因为雅砻江它有几个优势。第一个，雅砻江是十三大水电基地之一，水电资源非常丰富，雅砻江水电性能比较好，也就是调节性能，因为这些梯级水库有一定的容积，存了水就相当于存了能源，就是存了电量，用容积来调节，整个梯级电站加起来容积比较大，它的调节性能就比较好。

  主持人胜春：储存了水就储存了电。您能进一步给我们解释一下吗？

  赵增海：就是水，它一年四季来的是不均匀的，比如说夏天下雨，雨水非常多的时候，来水量大，到了冬天来水量小，我把夏天来的水，放到水库里存起来。水电站的原理大家都清楚，是由于建设大坝把水抬高，就相当于积累了势能，到冬天或者说春天来水少的时候，我就得给它发下来，因为有势能之后，然后再变成了动能，转到了水轮机来发电，把水存起来就相当于储存了电，就是这样的一个原理。第二，风光资源也比较丰富，两边山脊最高点之间，风光资源大约有8000万到1个亿（千瓦），资源量非常大。

  张鹏：它确确实实资源禀赋非常好，它的条件上是得天独厚的。它处于川西高原干热河谷，这个地方阳光非常充足，它的日照小时数在国家是达到了 A级。所谓A级利用的小时数，一年8000多小时里头有2000个小时都是有充足的日照，所以光伏资源就非常丰富。然后再靠雅砻江的下游一点，恰恰有一个凉山的风电走廊。所以它整个水电、光伏和风电的资源都非常丰富。

  主持人胜春：水、风、光都很充分。

  赵增海：雅砻江还有一个优势，就是按照国家的要求，雅砻江流域的水电主要是以雅砻江（流域水电开发有限公司）为主体开发的，它统筹能力就比较强，这样的话就便于整个清洁能源基地的实施落地，更容易，这也是它的优势。

  主持人胜春：原来这是个水电站，现在我们要把当地现有的一些风电、光电资源来合并到或融合到水电当中，就像说一个人过久了，突然你又增加两口人，融合度是什么样的？

  赵增海：大家知道，一阵风刮过来，它是不稳定的，随机性比较强。太阳能大家都知道，白天有，到了晚上它就没有了，对不对？有可能遇到极端天气，两到三天可能真的没风，或者说两到三天下雨，光伏它出力就出得非常小。白天可能遇到阴雨天，光来得就非常小，这种情况都会有。但用电我们都知道，它一天24小时都要用电。所以说就这样的话，风和光得需要水来给它来做补充，来包容它，去调节它。

  雅砻江流域地处川西风能和太阳能资源富集区域，沿江具备良好的风电和光电建设条件。根据最新研究成果，雅砻江流域两岸风光资源可开发装机超6000万千瓦，是水电装机规模的两倍。如能将其全部利用起来，相当于再造一条雅砻江。虽然太阳能与风能取之不尽、用之不竭，但均受天气影响巨大，因此光伏发电与风力发电具有“靠天吃饭”的特性，输出的电力波动较大，极其不稳定，无法直接接入电网，必须将电力调整成稳定输出。那么这个新型超级电站是如何克服这一难题，供应稳定电力的呢？

建立新型超级电站，将面临什么样的难题？

  主持人胜春：风电是不稳定的，那到了我们基地当中，怎么让它变稳定？

  张鹏：我们就是把光伏和风电，先通过高压的线路接入水电站，然后再跟水电站调节以后，通过水电站既有的送出电路把它送出去，送到负荷侧。以我们刚刚投产的柯拉发电站为例，它就是一个光伏电站，接入了我们水电站，这就好比是两兄弟或者三兄弟，一个兄弟就是光伏这个兄弟，它说好了，今天是要来的，然后另外一个水兄弟，就在等着它，它如约来了以后，那么水电兄弟就不用出力了，就让它来干活，让路就可以了。但是万一光伏没有来，或者来的时间有偏差、来的强度有偏差，就由大哥哥水电来填上它的空白。

  赵增海：随时顶上，可以多干一点，或者说它休息的时候，比如说光伏晚上休息了。

  张鹏：还需要人干活，那就大哥哥水电来做。

  赵增海：刚才给大家讲了，因为它可以把水蓄到库里来，需要时候你想让它发多少它就能发多少，有灵活性。比如说今天风来得很多，或者是中午光来得很多，这个水今天可能说就少发一点，或者说不发都可以，是这样的一个情况。

  张鹏：还会出现一种情况，刚才我们讲的三兄弟，就是当光和风不仅如约来了，还来多了，说好了1桌酒席是请10个客人的，结果来了15个客人，这怎么办呢？这时候常规的水电站，就刚才说这个大哥实际上已经没有特别好的办法了，这时候我们还有一种手段就是抽水蓄能电站，抽水蓄能电站跟前面讲大哥的原理不同，它可以把前面小兄弟的能量，把它吸收，怎么吸收呢？它也是利用机械能转化成电能的原理。它吸收了小兄弟的电能以后，把水从低处抽到高处，从下水库抽到上水库，然后把水存起来，也就把兄弟们的能量即电能存起来。

  主持人胜春：你来得劲大了，我先把让你把水抽上来。

  张鹏：对，存上水，等到这个晚上小兄弟没劲了，电网又需要的时候，把这水放下来。

  主持人胜春：这样来转换一下。

  张鹏：对，所以抽水蓄能比常规水电站调节性能更好，更适应风电和光能这些新能源。所以我们在流域里面，总院给我们这个基地规划了8座总装机容量1060万千瓦的抽水蓄能电站，就是要起这个作用。

  主持人胜春：那就是需要我们对风和光的控制非常地稳定。

  张鹏：首先还是要对前面小兄弟风和光，它到底能出多少力，有一个准确的预测，这个是非常重要的。

  主持人胜春：预测，是我们理解的天气预报？

  张鹏：预测就跟天气预报非常接近，它实际上是局部区域的一个天气预报。

  主持人胜春：局部的、更精准的，就只控制在我们清洁基地的范围内。

  赵增海：风光场址范围内是最精确的。

  主持人胜春：那我们需要预定自己的天气预报。

  张鹏：官方的说法，它叫光功率预测系统，实际上就是一个定制、定时性的天气预报。

  主持人胜春：目前运行过程当中准确率怎么样？

  赵增海：极短期的4小时，可能达到90%到95%。

  张鹏：比如说今天预报明天，那预报的准确率大概可以达到80%到90%。就像下雪，那么气象局对下雪和不下雪预测是非常准确的，但是这个雪是中雪还是大雪，这个可能准确性就稍微会差一些。它预测的准确率，基本上就跟我们天气预报的准确率差不多。

  主持人胜春：刚才张先生提到了短期内是非常准的，可能我们心里会一揪，长期会有问题吗？

  赵增海：长期来说，预测起来相对难度大一点，所以说长期预测不准。比如说我预测这一个月的，这一个月的你还精准到哪一天，它是有一定难度。

  张鹏：现在我们国家预报天气系统有各种各样的模型，我们都在尝试，在我们这个区域做一些试验，做一些探索，看看未来长期预报率，比如说月、年，能不能达到百分之六七十的预报率，因为这个预报对我们就很重要，否则可能会出现，前面的风兄弟和光伏兄弟没有来，然后我们水电一直在这等着，它该出力的时候又没有出力，造成了一种浪费。我们预报准确以后，相当于三兄弟的出力就可以同时达到最大。我们前面讲的三兄弟，都可以发挥它全部的实力。

天气预测不准时如何发电？

  主持人胜春：两位说短期精准度达到95%，我们特别想知道那5%有没有出现过。如果出现了，我们是怎么来进行干预和应对的？

  张鹏：它会出现这个情况，就是当出现5%这个情况的时候，首先是有个智能系统会自动调，利用水轮机自动开关、自动启停，当波动比较小的时候，利用自动的程序就可以把它平抑了。

  主持人胜春：智能系统就可以调节。

  张鹏：对，以我们腊巴山风电为例，它也是一个智能风电场，智能风电场指的是什么呢？首先它是一个智能运行，就是它的每台风机会根据来风的情况，会做一些姿态和转速的调整，以达到它最大功率来运行。第二个智能，主要是指智能诊断，它就像一个医生一样，全面地监控风机的各部位。如果出现了故障会进行预警，包括每个部件它还能运转多少小时也会进行一个提示。最后一个智能风场，主要是智能监控控制，就把这些风机信号全部传到后面，由后面的集中控制平台，来对整个风机的运行进行操作和控制。

  主持人胜春：说到智能系统，它的反应速度是什么样的？

  张鹏：智能反应系统，它监测一些信号的传输，因为都是电信号、光信号，所以都是秒级、毫秒级的，是非常快的。

  主持人胜春：那我们水电这个系统，原来它系统调配的设备，跟我们风光电调配的系统，时速是匹配的吗？

  张鹏：确实不完全匹配，因为我们光伏还有风电，它的变化经常是秒级的变化，一秒之内都会有一个波动，而我们水电站，它一般都是15分钟、半个小时有个变化。

  主持人胜春：那这样的差异会给我们带来什么问题？

  张鹏：起码在目前阶段，还是有一些技术问题需要去克服和解决。比如说两者条件不同步，那么能不能用智能化的方式来进行调（节），否则的话就不停地要人工来操作，有些动作可以做到秒级、毫秒级，有些动作还是不行，需要人工来进行一些干预配合的。那这24小时的时候，会把人弄得筋疲力尽。比如说两河口水电站就出现人工调节连续调了30多次。在那一天，可能是由于天气原因、设备上一些原因，就连续出现异常情况。出现异常情况的时候，就只能采取人工干预了，这时候电网的调度就会给下指令，强烈要求大哥哥水电，你现在要增加出力10%、15%来进行一个调节。在那一天极端的情况下就调了30多次，也出现这个情况。

  1999年12月26日，雅砻江水电开发建设的第一座水电站——二滩水电站全面建成投产，这是我国20世纪投产最大的电站。它的建成让四川结束了长达近30年的经常性缺电历史。随着水电站日趋开发成熟，在此基础上，增加了风力和光伏发电。雅砻江流域正在被打造成一个超级清洁能源电站，如今，新型超级电站已试运行半年左右，它究竟为经济发展和居民生活带来了哪些影响？

新型超级电站带来了哪些影响？

  主持人胜春：可能很多人也特别关心说，你们做的是一个试点，是一个尝试，第一次将三种能源集中在一起，都是清洁能源，水、风、光集中在一起。大家想知道你们做这个事情，目前看这个结果是一加一大于2、等于2还是小于2？

  张鹏：我们自己认为，这个显然是一加一大于2的，因为整体来看，随着社会发展，我们像水电等其他一些传统能源已经走到了极限，就是大哥哥能力很强，但是大哥哥的潜力没有了，它只有这么大了，所以我们新增的电量都要来自于这些风和光新能源，这是一个大势所趋。从现在的情况来看，现在这个阶段仍然主要在靠大哥哥，也就是靠水电，但是大趋势看得很清楚，根据国家“双碳”目标一定是要靠风和光的，那么将来风和光会提供更多电量上的支撑，那么水电的地位和作用就会调整了，它主要是在打一个配角，配合风和光。

  赵增海：比如说风和光场址，离我们的用电中心，比如说离我们城市中心非常远，大约有500公里、300公里，它要单独开发、要送过来是很难的，第一个它不稳定，有波动性、随机性。第二个它单独送过来，架一条线过来，它也不经济。所以针对这些问题，我们要解决怎么样来实现我们国家的“双碳”目标，怎么样把风光资源想办法能给它开发出来？这就是利用了水电的调节能力，把水电老大哥能力发挥出来，正好风光场址离水电又比较近，然后他们一起相互融合、相互帮助，然后再一起送过来。

  张鹏：那么我们从过去半年的时间来看，整体两者配合非常地好，目前既没有出现大哥哥受到很大影响的情况，也没有出现小弟弟最后想出力又出不了力的情况。用我们通常的说法没有出现“弃光”，我们统计了一下，弃光率现在只有0.34%。

  主持人胜春：弃光率，两位能给我们解释一下，我们怎么理解这个词汇？

  赵增海：弃光率，比如说光伏本身能发出这么多，但是由于你的不稳定，或者说电力系统不需要你这么多，那你就放弃掉。

  张鹏：既没有出现舍弃光的情况，也没有出现水电站受到很大的影响，包括不能够满足电网调度方面要求的情况，都没有出现，应该说还是安全可靠的。

  主持人胜春：目前超级能源基地已经试运行半年的时间了，这半年来我们取得的效益是什么？

  张鹏：首先能源利用率提高了，目前起码提高了3%到5%，这个就是直接的经济效益。同时我们在建设电站的过程之中，因为这些电站本身就在民族经济地区，它对民族地区经济发展，还有当地老百姓的致富都起到了一个很重要的作用。所以整个项目，包括整个基地得到各方的一个高度的评价。

未来新型超级电站将如何发展？

  主持人胜春：在试运行的过程当中，我们还遇到哪些需要改进的地方，或者说可以提升的空间吗？未来我们的发展会走向什么样的一个方向？

  张鹏：我理解它一个会向智能化方向走，第二个它会往绿色方向走。首先就是这些项目都处在川西高原，海拔都很高。因为在海拔这么高的地方，人是不适合在那长期进行工作。目前我们是人机配合的一个调度，都是三班倒，靠人来熬时间。所以从发展方向上来看，无论是建设还是运营，将来要向更智能化、无人化的方向发展。还有我们现在项目的建设要跟当地更好地融合，要实现人与自然和谐共生，主要是建设过程中让它更环保，运营过程中让它更自然、更和谐，包括能够跟旅游、跟地方的利益共享更融合。这样对国家经济社会发展，对绿水青山转化成金山银山，都是非常好的。

  主持人胜春：我们也都知道，水电是要依靠一定的地理条件，像我们国家类似这样的水电，还有多少个可以建成这种超级集成的清洁能源基地？

  赵增海：还有八九个这样大的流域是有这样的条件，主要还是集中在我国的西部。

  主持人胜春：一个超级清洁能源基地，它每年的发电量可以提供两个北京市的民用供电量，这是非常了不起的。未来我们将可能继续发展这些类似的基地，也会有这么大的规模吗？

  赵增海：我们初步规划，应该说未来这样的基地全部建成，应该能够提供大约1.5万亿（千瓦时）左右。

  主持人胜春：今天我们是跟风、光融合在一起，未来我们的水电，还有可能跟前一段我们大家非常关注的氢能源等类似清洁能源进一步融合在一起吗？

  张鹏：是的，实际上我们现在降碳主要是在能源和电力领域，工业领域现在用的很多原料都跟氢有关，将来必然会前进到工业领域。

  主持人胜春：那两位给我们畅想一下，像类似这样的超级清洁能源基地会给普通人的生活带来什么样的改变？

  赵增海：首先它提供的是绿色电能，符合我们国家绿色低碳转型的目标，这个是全民都欢迎的，减碳对空气会越来越好。

  张鹏：一个是刚才赵院长讲的清洁绿色电能，另外一个本身我们是工业国家、工业制造大国，很多产品要出口到欧盟等。现在欧盟结合减碳提出了碳关税，它很重视工业品生产出来的时候，是不是整个过程全都是零碳或者是少碳的。那么使用我们基地生产出的电，来生产出的工业品，它事实上就是零碳的。这样我们在市场环境竞争里面也能占优势。

  另外在我们国内的市场来看，有这些清洁廉价的电能以后，也会促使我们需求端会有更多电气化的改造。比如说现在大家感受到电动汽车越来越方便，一度（千瓦时）电可以跑很远，包括充电，一秒钟充电就可以跑一公里，那么未来大家会感到能电气化的部分都尽量电气化，电气化的程度会越来越高，电会越来越方便。