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新疆哈密三塘湖鎮(zhèn)，一望無垠的戈壁上，數(shù)百臺百米高的風(fēng)機(jī)成排矗立，深色光伏板迎著日光連接成片，“漾”起粼粼光紋。

這里，是我國首個(gè)“沙戈荒”新能源外送基地——新疆天山北麓戈壁能源基地，也是“疆電入渝”工程的配套電源項(xiàng)目，新能源裝機(jī)占比超過70%。

眼下，項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)入全容量并網(wǎng)發(fā)電的沖刺收官階段。為什么要建設(shè)“沙戈荒”新能源基地？首個(gè)“沙戈荒”新能源外送基地為何落地哈密？記者進(jìn)行了采訪。

聚焦綠色低碳

項(xiàng)目采用“風(fēng)光火熱儲一體化”模式協(xié)同運(yùn)行

“沙戈荒”，顧名思義就是指沙漠、戈壁和荒漠。這些地區(qū)，往往風(fēng)能、太陽能等資源豐富，可利用的國土空間資源十分豐富。

就拿新疆哈密來說。從土地資源看，哈密14.21萬平方公里的土地上，戈壁面積9.46萬平方公里，占全市總面積的66.57%，有大量未充分利用的土地資源，為新能源規(guī)模化開發(fā)提供了良好條件。

從風(fēng)光資源看，哈密地處風(fēng)區(qū)，全年超8級以上的大風(fēng)天數(shù)近200天；年日照時(shí)數(shù)達(dá)3100至3300小時(shí)，是全國日照最充裕的地區(qū)之一。

當(dāng)各類資源匯集至一處，拔地而起的“沙戈荒”新能源基地便打開了更多可能。

2024年2月26日，總占地面積約1651平方公里的新疆天山北麓戈壁能源基地正式開工建設(shè)，基地總裝機(jī)1420萬千瓦。

“項(xiàng)目采用‘風(fēng)光火熱儲一體化’模式，多種能源和儲能技術(shù)得以互相配合、協(xié)同運(yùn)行。”新疆華電天山發(fā)電有限公司工程物資部主任劉永青解釋，當(dāng)其中一種能源受到天氣等因素影響時(shí)，另一種能源可以部分彌補(bǔ)其出力不足，同時(shí)有火電和儲能靈活調(diào)節(jié)，保障能源的持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)新能源高比例外送。

華電新疆發(fā)電有限公司總經(jīng)理常家星介紹，華電牽頭建設(shè)的810萬千瓦項(xiàng)目建成后，每年可新增綠電142億千瓦時(shí)，節(jié)約標(biāo)煤427萬噸，減少二氧化碳排放1172萬噸，將有力促進(jìn)新疆資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)換，推動能源清潔低碳轉(zhuǎn)型。

據(jù)介紹，新疆天山北麓戈壁能源基地全部機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電后，每年將有360億千瓦時(shí)綠電通過哈密—重慶±800千伏特高壓工程直送川渝大地，昔日的“不毛之地”將變成“能源綠洲”。

聚焦安全穩(wěn)定

建設(shè)安裝構(gòu)網(wǎng)型儲能，確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行

新疆天山北麓戈壁能源基地的一大特色，是建設(shè)安裝了全國最大的“沙戈荒”構(gòu)網(wǎng)型儲能。

為何需要儲能？

劉永青解釋：“戈壁地區(qū)具有極端天氣多、生態(tài)脆弱等特征，再加上新能源發(fā)電的間歇性、波動性特性，給電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來較大挑戰(zhàn)。”

何為構(gòu)網(wǎng)型儲能？

過去的電網(wǎng)主要靠“火電廠”“水電廠”供電，它們的核心是“旋轉(zhuǎn)的大輪子”——火電廠是“汽輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)”，水電廠是“水輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)”。這些輪子都很重，有很強(qiáng)的“緩沖能力”，能在發(fā)電和用電不匹配時(shí)，幫助電網(wǎng)穩(wěn)住頻率。但新能源電站沒有這樣的“重輪子”，所以需要裝上“儲水罐”——儲能電池，發(fā)電多了存起來，發(fā)電少了放出來。

“傳統(tǒng)的儲能更像‘臨時(shí)水桶’，只能被動補(bǔ)缺，沒法主動穩(wěn)住電網(wǎng)節(jié)奏。而基地應(yīng)用的構(gòu)網(wǎng)型儲能，相當(dāng)于給儲水罐裝了一個(gè)能感知水壓變化速度的智能泵，能主動模擬火電廠‘重輪子’的‘緩沖能力’，跟著波動速度調(diào)整出力，從‘被動補(bǔ)能’升級成‘主動穩(wěn)網(wǎng)’。”劉永青說。

以“沙戈荒”新能源基地建設(shè)為契機(jī)，華電正在進(jìn)一步研究構(gòu)網(wǎng)型儲能的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用，未來隨著技術(shù)不斷成熟，還將推廣到更多的新能源基地。

新能源更靠譜，煤電機(jī)組亦要提升靈活性。百余公里外，為“沙戈荒”新能源基地配套的華電2×100萬千瓦煤電項(xiàng)目忙碌不停。

“兩臺煤電機(jī)組定位是調(diào)峰電源，年發(fā)電量能夠達(dá)到100億千瓦時(shí)，為新能源規(guī)模化送出提供堅(jiān)強(qiáng)的支撐保障。”新疆華電天山綠色能源有限公司總經(jīng)理、黨委副書記陸剛說，在保證安全穩(wěn)定運(yùn)行的條件下，機(jī)組最小發(fā)電功率能降至額定容量的20%，讓煤電機(jī)組從穩(wěn)定的發(fā)電主力轉(zhuǎn)變?yōu)殪`活的調(diào)節(jié)器。

也就是說，新疆天山北麓戈壁能源基地可以做到在風(fēng)電、光伏大發(fā)時(shí)，煤電機(jī)組能主動降低出力，為清潔能源讓路；在風(fēng)光發(fā)電不足時(shí)，煤電機(jī)組及時(shí)補(bǔ)位發(fā)電，保證外送通道始終有電可送。

聚焦經(jīng)濟(jì)高效

持續(xù)優(yōu)化技術(shù)讓發(fā)電更經(jīng)濟(jì)、輸電更高效

在基地采訪，記者發(fā)現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)高效，是基地建設(shè)、運(yùn)行的關(guān)鍵詞。

“基地建設(shè)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及發(fā)、輸、變、配和用電等多個(gè)環(huán)節(jié)，我們努力通過設(shè)計(jì)優(yōu)化和技術(shù)創(chuàng)新，不斷提升電力生產(chǎn)、傳輸效率，切實(shí)降低各種損耗損失，為企業(yè)和群眾提供更多低成本的電力供應(yīng)。”新疆華電天山發(fā)電有限公司總經(jīng)理?xiàng)罱鸢l(fā)說。

——智能調(diào)度，發(fā)電更經(jīng)濟(jì)。

走進(jìn)煤電項(xiàng)目一體化集控室，5米長的大屏上實(shí)時(shí)顯示著每臺設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。“與一般煤電集控室不同，這里可同時(shí)控制、調(diào)度新能源和煤電兩個(gè)項(xiàng)目。”新疆華電天山發(fā)電有限公司黨委書記張明杰說，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)出用電需求時(shí)，系統(tǒng)可利用大模型，自動計(jì)算煤電、新能源發(fā)電的最優(yōu)配比。

據(jù)測算，系統(tǒng)應(yīng)用后，預(yù)計(jì)可提升新能源消納能力3%。

——升級技術(shù)，輸電更高效。

新疆天山北麓戈壁能源基地巴里坤2號站，光伏中壓直流系統(tǒng)正在抓緊建設(shè)，200兆瓦的光伏將通過這條線路源源不斷送出綠電。

“現(xiàn)在的光伏板、風(fēng)機(jī)等發(fā)電設(shè)備一般發(fā)的都是直流電，如果用常規(guī)發(fā)電系統(tǒng)，需要多做兩道‘交直流轉(zhuǎn)換’的工序，這個(gè)中壓直流系統(tǒng)能‘直連’，減少了逆變和交流升壓環(huán)節(jié)，降低線損、穩(wěn)定性更高。”劉永青說。

——優(yōu)化設(shè)計(jì)，用水更集約。

在煤電項(xiàng)目現(xiàn)場，底部直徑147米、高210米的超大型冷卻塔拔地而起。

“傳統(tǒng)煤電機(jī)組，主機(jī)和輔機(jī)都各有專門的冷卻塔，各自用水耗電，現(xiàn)在我們將其合并成一套，把所有需要降溫的水匯總到一個(gè)冷卻塔里，實(shí)現(xiàn)資源共享更節(jié)水。”陸剛說，冷卻塔整合后，整個(gè)煤電機(jī)組每發(fā)一兆瓦時(shí)電只用水0.13立方米，節(jié)約用水超60%。

“通過技術(shù)的持續(xù)優(yōu)化升級，基地實(shí)現(xiàn)了更優(yōu)的發(fā)電煤耗、更低的廠用電率、更高的主蒸汽壓力，不僅為‘疆電入渝’提供了穩(wěn)定的綠色電源，也能助力破解戈壁開發(fā)新能源的技術(shù)難題，為我國后續(xù)‘沙戈荒’新能源基地建設(shè)、新型電力系統(tǒng)構(gòu)建提供了可復(fù)制、可推廣的樣本。”楊金發(fā)說。