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探访全球最大水光互补项目国投雅砻江柯拉一期光伏电站 绿电源源出高原

2023-09-08 11:15:09来源:人民日报点击:756 次

从四川甘孜藏族自治州雅江县驱车两个多小时,先绕“山路十八弯”,再爬“二十七道拐”,终于抵达海拔4600米的扎拉托桑山。

登上山顶,豁然开朗。一块块蓝色光伏板绵延不绝,1600万平方米的场址面积,相当于2000多个标准足球场。

今年6月,全球最大、海拔最高的水光互补项目——国投雅砻江柯拉一期光伏电站在这里投产。电站通过输电线路接入50公里外的两河口水电站,实现光伏发电和水电“打捆”送出,首次将全球水光互补规模提升到百万千瓦级,为迎峰度夏注入绿色能量。

在高寒高海拔地区建设大型光伏项目,2万多名建设者面临着哪些挑战?又是如何一一化解的?记者进行了采访。

施工难度大

投产后可满足约70万户家庭年用电需求,但环境恶劣、条件差、工期紧

水能、太阳能、风能等清洁能源资源丰富,推荐实施项目规模近2.5亿千瓦,约相当于11个三峡电站的装机容量,甘孜州可谓“绿能富矿”。然而,风光发电具有随机性、波动性、季节不均衡性,大规模接入电网,会对电网安全稳定带来挑战。将光伏发电接入水电站,借助水电的灵活调节性能,平抑光伏输出功率的波动性——水光互补方案,恰能破解难题。

“从季节性差异看,甘孜州光伏‘冬春季出力大、夏秋季出力小’,与水力发电‘夏季丰水期、冬季枯水期’形成天然的年内互补。”国投雅砻江公司两河口建设管理局局长王金国介绍,水库库容决定了水电站的调节能力。两河口水电站总库容达108亿立方米,相当于770个西湖的水量,既可以实现短期的日调节,也可以实现中长期的季调节、年调节。水光“打捆”后输出稳定电力,有助于电网接纳更多新能源。

2022年7月,柯拉一期光伏电站开工建设。按照设计,电站投产后,年平均发电量20亿千瓦时,可满足约70万户家庭年用电需求,每年可节约标准煤超60万吨、减少二氧化碳排放超160万吨。

既能保障电力安全供应,又能促进绿色低碳发展,项目综合效益巨大,但挑战也不容小觑——

自然环境恶劣。施工区域海拔4600米,紫外线辐射比平原地区高90%、氧气含量低50%,一年有1/3的时间最低气温低于零下20摄氏度。“刚上山时呼吸不畅、总是咳嗽,睡个好觉都很奢侈。”项目部工作人员罗义东说,冬季八九级的大风吹在脸上,如同刀割。

施工条件差。高寒高海拔地区人工、机械降效严重,机械故障率升高50%左右。尤其电站配套建设的500千伏汇集站送出工程,途经20公里的无人区,沿线植被茂密,三次跨越两河口库区,没有通信网络。建设者穿梭在荆棘密林中,攀爬超过45度的斜坡,攻坚克难、立塔架线。

建设工期紧。柯拉一期光伏电站的支架用钢量近5万吨,相当于再造一座北京“鸟巢”;52.7万根光伏基础桩连在一起,总长超过1400公里;设备及物资运输总量超过1万个车次,累计行程约1000万公里。为了赶在今年迎峰度夏前投运,如此庞大的工程量要用不到1年的时间全部建成,殊为不易。

“通过创新施工工艺,我们将工程设计之初的3个月‘冬歇期’科学转化为‘大干期’,1000多名建设者选择就地过年。”项目部项目经理杨志伟说,开工以来,建设者平均每月坚守一线的天数超过26天,最长的连续坚守了120天。

创新办法多

攻克“冻豆腐”里打桩等10余项技术难题,创造施工先例

施工现场,“缺氧不缺精神,艰苦不怕吃苦”的标语十分醒目,这正是柯拉一期光伏电站建设者精神面貌的写照。面对诸多挑战,他们巧思创新、精益求精,先后攻克10余项技术难题,创造了大型光伏项目在高寒高海拔地区冬季连续大规模施工的先例。

创新打桩工法,矗立更牢固。

牢固的基础桩,是光伏板在恶劣环境中稳定矗立的关键。入冬后,项目现场日最大温差超过30摄氏度,土壤反复冻融,地层如“冻豆腐”一般,下面还有岩石碎块,打桩施工难度成倍增加。

“传统方法直接打桩,容易造成桩静压后移位、桩变形等问题。”杨志伟介绍,项目团队创新研发了“先引孔、再静压、后回填”的工法,将原本疏松的土壤夯实、稳固,有效提升了成桩质量与施工效率。

为混凝土“盖被子”,结构更耐久。

巨大的温差,会导致混凝土浇筑出现结构松散、强度不足等缺陷。项目团队反复试验,一方面给混凝土“盖被子”,薄膜、棉被、防尘布、电热毯多种“武器”齐上阵;另一方面通过热水拌和,添加速凝剂、抗冻剂等,提高混凝土入仓温度及抗冻性,确保施工质量。

“那段时间,经常要凌晨两三点去现场盯着,确保保温措施到位。不过,为了迎峰度夏和成都大运会电力保供,再辛苦也值得。”罗义东说。

安装追光支架,发电更高效。

在柯拉一期光伏电站,部分光伏板安装了平单轴跟踪支架,仿佛向日葵追着光调整角度,最大程度捕捉太阳能,提高发电效率。杨志伟介绍,平单轴支架最大跟踪角度为45度,能够增加约10%的发电量。不仅如此,光伏板采用了双面双玻材质,不只向阳的一面可以发电,下雪天时,背面也可以吸收雪面反射的光,发电效率能提升约20%。

借力智能系统,运维更高效。

占地面积广、高寒高海拔等特点,给200多万块光伏板的运营维护带来不小挑战。在柯拉一期光伏电站的智能运维一体化平台上,光伏场区、输电线路、变电站等区域的设备实时运行数据一目了然,通过传感互联,系统可以进行故障智能诊断、分析,并实现安全预警。“我们还运用无人机自动巡检代替人工作业,对自动采集到的红外及高清可见光图像进行智能识别,辅助运维人员快速处理故障,提高巡检效率、降低作业风险。”杨志伟说。

在不足6个月的有效施工期内,柯拉一期光伏电站的建设者像格桑花一样扎根川西高原,开启追光之旅,将“光伏海”从蓝图变为现实。

带动作用强

通过“光伏+就业”“光伏+基础设施提升”等模式,提升项目发展综合效益

“以前就在附近放牧,到电站工作每天能赚200多元,一个月下来有五六千元。”帮着施工单位修建营地、组装支架,雅江县柯拉乡益因村村民曲批家的生活改善不少。杨志伟介绍,电站建设期为当地提供了超过3000个工作岗位,助农户增收近1000万元;投运后还将继续提供光伏清洗维护、治安、保洁等岗位。

采访中,记者发现柯拉一期光伏电站的光伏组件离地高度大于1.8米,有的甚至达到3米,比一般光伏电站的离地高度高出不少。项目部工作人员陈仁军告诉记者,光伏板能降低风速和水分蒸发量,提高土地保水率和植被生长率,牧民可以将牛羊赶到电站吃草,之后还准备种植一些经济作物,帮助村民增收。

打通15公里乡村公路,修建入户路;提升村庄风貌,实现5G、宽带入农户;施工单位与村里的困难户联系结对,开展一对一帮扶……结合当地经济社会发展需要,柯拉一期光伏电站通过“光伏+就业”“光伏+基础设施提升”“光伏+志愿帮扶”等系列措施,提升了项目发展综合效益。

“在柯拉乡,小学三年级以上的学生,要去西俄洛镇的寄宿制学校上学。过去汽车车程要50分钟,一到下雨天,路面十分泥泞。电站建设打通了4.5米宽的乡村柏油路,车程缩短约20分钟,还加装了防护栏,孩子们的上学路更加方便安全。”柯拉乡乡长毛知玛说,接下来将依托柯拉一期光伏电站发展旅游项目,助推乡村振兴。

随着柯拉一期光伏电站投产,国投雅砻江公司的清洁能源装机超过2000万千瓦,占四川省清洁能源总装机的1/5,每年贡献清洁电力近1000亿千瓦时。

不只如此,国家首批大型风电光伏基地项目腊巴山风电即将投产发电,全球最大的混合式抽水蓄能项目两河口混合式抽水蓄能项目开工建设,总装机30万千瓦的牙根一级水电站获得核准、计划年内开工……雅砻江沿线,清洁能源基地建设如火如荼、有序推进。

“我们正加速开发雅砻江流域的绿色能源,未来装机规模将超1亿千瓦,每年可贡献清洁电力约3000亿千瓦时,预计将带动万亿级产业发展。”国投雅砻江流域水电开发有限公司党委书记、董事长祁宁春介绍。