近日，中國能建規(guī)劃設(shè)計集團(tuán)西北院設(shè)計的魯能海西州多能互補集成優(yōu)化國家示范工程榮獲2019年度電力行業(yè)優(yōu)秀工程設(shè)計一等獎。

圖：海西多能互補示范工程光熱電站全景圖

此前，海西多能互補示范工程作為清潔能源項目代表，在北京展覽館于2019年9月底展出的“慶祝中華人民共和國成立70周年大型成就展”“改革開放”展廳2012年時間軸上，進(jìn)行了生動的沙盤展示，受到中央領(lǐng)導(dǎo)人的檢閱。

同年12月初，該項目被中國能源研究會授予“能源科普教育基地”稱號。12月底，格爾木魯能新能源工業(yè)旅游景區(qū)被批準(zhǔn)為“國家AAAA景區(qū)”，海西多能互補示范工程正式向公眾亮相。

圖：能源科普教育基地

圖：國家AAAA景區(qū)

作為世界首個集風(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包含了當(dāng)今世界所有新能源項目類型。

魯能海西州多能互補集成優(yōu)化國家示范工程坐落于青海省海西州格爾木市，項目總裝機容量700兆瓦，其中光伏200兆瓦、風(fēng)電400兆瓦、光熱50兆瓦、儲能50兆瓦，配套建設(shè)330千伏匯集站和國家級多能互補示范展示中心（又稱“絲路明珠”）一座。工程年發(fā)電量約12.625億千瓦時，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約40.15萬噸。

中國電力工程顧問集團(tuán)西北電力設(shè)計院有限公司（簡稱“西北院”）作為主體設(shè)計單位，全程參與了示范工程策劃、可行性研究、初步設(shè)計、施工圖設(shè)計全過程。該工程于2017年7月開工建設(shè)。

工程所在地海拔2900多米，全年太陽輻照強，年平均太陽總輻射量在7000兆焦/平方米，年風(fēng)能可用時間3500-5000小時，是我國太陽能資源最豐富的地區(qū)之一，也是我國發(fā)展風(fēng)電產(chǎn)業(yè)最理想的區(qū)域之一，廣袤的土地、豐富的風(fēng)光、便捷的交通，讓格爾木成為開發(fā)新能源項目的沃土。

1、200兆瓦光伏發(fā)電項目——2017年12月29日首批機組并網(wǎng)發(fā)電

示范工程200兆瓦光伏發(fā)電項目，采用290瓦及以上高效單晶硅光伏組件，先進(jìn)的組串式和集散式逆變器，平單軸跟蹤、固定式可調(diào)式和固定式支架混合搭配的方案，大幅提升了發(fā)電量和系統(tǒng)效率，同時作為示范工程，通過收集組件、逆變器和支架多種搭配方案的實際運行參數(shù)，也為平價光伏項目的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

2、400兆瓦風(fēng)電項目——2017年12月29日首批機組并網(wǎng)發(fā)電

示范工程400兆瓦風(fēng)電項目，共有風(fēng)力發(fā)電機組200臺，是當(dāng)時全國單體投產(chǎn)容量最大的陸上風(fēng)電項目。工程采用行業(yè)內(nèi)先進(jìn)成熟的技術(shù)方案和設(shè)備，風(fēng)機采用2.0兆瓦，高海拔、高輪轂、大葉片的直驅(qū)永磁機型，輪轂高度90米。通過虛擬同步技術(shù)和光熱儲能的調(diào)峰作用，本工程風(fēng)電發(fā)電小時數(shù)超出設(shè)計值，棄風(fēng)率低，運行良好。

3、50兆瓦光熱項目——2019年9月19日并網(wǎng)發(fā)電

圖：目前全國已建成和正在建設(shè)光熱項目中儲熱最長的電站

示范工程中50兆瓦光熱項目采用塔式熔鹽太陽能熱發(fā)電技術(shù)，占地約6400畝，工程建設(shè)1套聚光集熱系統(tǒng)，由1座188米高吸熱塔和4400塊138㎡的定日鏡組成、1套儲熱和蒸汽發(fā)生系統(tǒng)、1套高溫高壓再熱純凝汽輪發(fā)電機系統(tǒng)以及其他輔助設(shè)施。

塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的基本形式是利用獨立跟蹤太陽的定日鏡群，將陽光聚集到固定在塔頂部的接收器上加熱吸熱器中的傳熱介質(zhì)（二元熔鹽）到565℃后存入高溫蓄熱罐，然后用泵送入蒸汽發(fā)生器加熱水產(chǎn)生蒸汽，利用蒸汽驅(qū)動汽輪機組發(fā)電，在蒸汽發(fā)生器中放出熱量的傳熱介質(zhì)重新回到低溫蓄熱罐中，再送回吸熱器加熱。

該系統(tǒng)采用的高溫熔鹽相比較導(dǎo)熱油，比熱容高，年均光電效率為17.53%，汽輪機組熱效率高達(dá)45.437%，相比較同類光熱電站，具有更優(yōu)異的參數(shù)。同時配置了12小時儲熱，實現(xiàn)了集熱儲熱系統(tǒng)與發(fā)電單元的解耦運行，確保了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全。光熱項目是多能互補工程的重要組成部分，肩負(fù)著為風(fēng)電、光伏等間歇性電源調(diào)峰的重任。根據(jù)不同系統(tǒng)運行工況，可選擇降出力調(diào)峰、啟停調(diào)峰、平移調(diào)峰三種調(diào)峰方式，提高多能互補系統(tǒng)的調(diào)度靈活性，提升電力品質(zhì)，穩(wěn)定功率輸出。

4、50兆瓦儲能電站——2019年1月22日正式投運

該項目于2018年12月25日首次向電網(wǎng)放電，是當(dāng)時國內(nèi)最大的電源側(cè)集中式電化學(xué)儲能電站。

示范工程50兆瓦儲能電站采用磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)，儲能時長2小時。全站由50個儲能集裝箱和25個35千伏箱變組成。于2019年4月份參與共享儲能市場化運行試驗，期間共實現(xiàn)充電80.30兆瓦時，放電65.80兆瓦時，取得了良好效果，也是全國首個參與共享儲能市場化交易的儲能電站。

儲能電站利用高能量轉(zhuǎn)換效率電池儲能模塊設(shè)計技術(shù)、大型儲能電站的系統(tǒng)集成技術(shù)、大型儲能電站的功率協(xié)調(diào)控制與能量管理技術(shù)，實現(xiàn)對光熱、電儲能和熱儲能的科學(xué)調(diào)節(jié)，有效降低棄風(fēng)、棄光率，提高供電可靠性,為電網(wǎng)運行提供調(diào)峰、調(diào)頻、備用、需求響應(yīng)支撐等多種服務(wù)，提升電力系統(tǒng)靈活性、經(jīng)濟(jì)性和安全性，使風(fēng)能、光能等新能源的發(fā)電特性達(dá)到常規(guī)能源供應(yīng)的電能品質(zhì)，實現(xiàn)削峰填谷和平滑出力曲線的功能。

5、運控中心（絲路明珠）——“四節(jié)一環(huán)?！薄傲闾寂欧拧?/strong>

示范工程的運控中心，又稱“絲路明珠”，建筑造型新穎奇特，涵蓋“綠色建筑”和“零碳排放”等多種設(shè)計理念。格爾木地區(qū)自然環(huán)境較為復(fù)雜，全年溫差大，光照強烈，沙塵暴、暴風(fēng)雪、暴雨等極端惡劣天氣時常發(fā)生。經(jīng)過長達(dá)半年的研究和設(shè)計方案優(yōu)化、選材，該建筑物基本實現(xiàn)了“節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材”的“四節(jié)一環(huán)?！崩砟詈汀傲闾寂欧拧钡淖谥?，經(jīng)過中國建筑科學(xué)研究院初步評定，該建筑已經(jīng)達(dá)到綠色建筑二星級的標(biāo)準(zhǔn)，同時做到了“近零排放”。

與傳統(tǒng)的新能源項目相比，多能互補示范工程并不是幾種能源形式的簡單疊加，而是以光伏、風(fēng)電為主要輸出電源，通過光熱、儲能電站聯(lián)合調(diào)節(jié)，白天積蓄電量和熱量，在光伏、風(fēng)電發(fā)電的低谷期，將光熱鹽罐存儲的熱能以及鋰電池存儲的電能，以電形式補充到電網(wǎng)中。

該示范工程充分應(yīng)用泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)理念，構(gòu)建多能互補集成優(yōu)化智能調(diào)控系統(tǒng)，建成高效快捷、互聯(lián)互動、信息共享的綜合能源服務(wù)供需平臺，使多種能源深度融合，達(dá)到“1+1＞2”的效果，有效改善風(fēng)電和光伏輸出不穩(wěn)定、不可調(diào)節(jié)的缺陷，解決用電高峰期和低谷期電力輸出的不平衡問題，提高電能穩(wěn)定性，提升電網(wǎng)對新能源的接納能力，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(jìn)新能源規(guī)?；_發(fā)和利用，推動能源消費擺脫化石能源，實現(xiàn)清潔能源完全供給，為世界能源革命提供了一個“中國樣本”。

示范工程可實現(xiàn)多種電源的優(yōu)化組合、互補運行，引領(lǐng)減少棄風(fēng)棄光措施的方向，解決目前新能源基地大規(guī)模開發(fā)遇到的限電瓶頸。工程建成后，不僅可為地區(qū)和企業(yè)提供清潔、廉價、可靠的電力支持，對優(yōu)化區(qū)域能源結(jié)構(gòu)，改善生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)清潔發(fā)展也將起到積極的推動作用！