四川省甘孜藏族自治州雅江縣柯拉鄉(xiāng)，海拔4600米的扎拉托桑山上，雅礱江流域水電開發(fā)有限公司兩河口水電站水光互補(bǔ)一期項目——柯拉光伏電站施工現(xiàn)場，車輛穿梭，機(jī)器轟鳴，一派繁忙景象。忙碌的建設(shè)者們正延續(xù)著在高寒超高海拔地區(qū)冬季大規(guī)模施工的“奇跡”，爭分奪秒向今年全容量并網(wǎng)發(fā)電目標(biāo)發(fā)起最后沖刺。
柯拉光伏電站是全球最大的水光互補(bǔ)項目，也是全球水光互補(bǔ)項目規(guī)模首次提升到百萬千瓦級。其建成后接入兩河口水電站，水光互補(bǔ)、“打捆”輸出穩(wěn)定電力，將成為世界清潔可再生能源大規(guī)模集中開發(fā)的新樣板。
在海拔4600米的高原上“追光”，面臨怎樣的挑戰(zhàn)？這座世界上海拔最高、規(guī)模最大的水光互補(bǔ)電站，又有哪些“魔法”？讓我們走進(jìn)正在建設(shè)中的柯拉光伏電站一探究竟。
創(chuàng)造高寒超高海拔地區(qū)大規(guī)模施工先例
在“凍豆腐”上打下50多萬根基礎(chǔ)樁
山間，通往施工現(xiàn)場的路彎彎曲曲，有“二十七道拐”。一輛輛拖掛車排成長龍，將光伏組件與支架運(yùn)上山頂。山上，數(shù)十臺打樁機(jī)開足馬力，轟鳴著將一根根基礎(chǔ)樁打入地下。
作為我國九大清潔能源基地之一的雅礱江流域清潔能源基地“十四五”時期首個開工建設(shè)的水光互補(bǔ)電站，柯拉光伏電站于2022年7月8日正式開工建設(shè)，計劃在今年用電高峰期前按時投產(chǎn)并網(wǎng)發(fā)電。
建設(shè)期不足一年，本就工期緊。目前剩余工期只有40來天，電站建設(shè)進(jìn)展如何？
“現(xiàn)在處于最后攻堅階段。”柯拉光伏項目部黨支部書記、經(jīng)理楊志偉向記者介紹，“包括管理、技術(shù)、施工等人員在內(nèi)，奮戰(zhàn)在電站場址的建設(shè)者共有6000多名。目前，光伏支架基礎(chǔ)樁已打下52萬根，完成進(jìn)度約98%；光伏支架已安裝6.8萬組，完成85%；光伏組件已組裝148.4萬塊，其容量可達(dá)70萬千瓦，完成70%?，F(xiàn)在正抓緊安裝電氣設(shè)備。”
在簡單的數(shù)字背后，建設(shè)者們克服了常人難以想象的困難。
4月13日，柯拉光伏項目部技術(shù)員鄭世偉與同事一起，對光伏支架基礎(chǔ)樁的安裝質(zhì)量進(jìn)行例行檢查。這些基礎(chǔ)樁看著不起眼，單根最大承重卻超過7噸，是光伏板的“脊梁”。基礎(chǔ)樁打好，上面就可以安裝支架，然后組裝光伏板。
根據(jù)項目規(guī)劃，整個電站需打下基礎(chǔ)樁53萬根，覆蓋面積將達(dá)1600萬平方米，相當(dāng)于2000個標(biāo)準(zhǔn)足球場連在一起。高效高質(zhì)量完成工程量如此龐大的打樁任務(wù)，正是建設(shè)者們遇到的挑戰(zhàn)之一，其中藏著一個又一個難題。
柯拉光伏電站項目地處川西高原海拔4000米至4600米的區(qū)域，其高處比拉薩還高近1000米。
超高海拔帶來的，是比平原地區(qū)低50%的氧氣含量、高90%的紫外線輻射。在這里，人員和機(jī)械都降效嚴(yán)重。本來幾分鐘就能完成的工作，在冬季的柯拉至少要半個小時。
超高海拔還帶來高寒。這里風(fēng)力強(qiáng)、降雪多、晝夜溫差大。“日常風(fēng)力5至8級，極端時會達(dá)到12至14級。冬季溫差約30攝氏度，春季約20攝氏度。”楊志偉介紹，復(fù)雜多變的天氣，意味著光伏支架要承受多種復(fù)雜載荷，這對施工質(zhì)量及連接部件的強(qiáng)度都有很高要求。
由于晝夜溫差大，土壤反復(fù)凍融，這里的土層如“凍豆腐”一般，下面還有堅硬的巖石、雜亂的碎石。地質(zhì)復(fù)雜，打樁施工難度成倍增加。
項目部原來設(shè)計的是打“靜壓樁”，但研究地質(zhì)后發(fā)現(xiàn)不可行。楊志偉介紹：“我們因地制宜創(chuàng)新研發(fā)出‘先引孔、再靜壓、后回填’工法，有時還在‘回填’后再加一道‘靜壓’，將原本疏松的‘凍豆腐’夯實(shí)、穩(wěn)固。”
面對冬季高寒挑戰(zhàn)，項目部工作人員劉強(qiáng)國在施工現(xiàn)場日夜蹲守、反復(fù)實(shí)驗，研究出“添衣服、蓋被子”的方法，指導(dǎo)施工人員給澆筑的混凝土保溫，以避免巨大溫差導(dǎo)致結(jié)構(gòu)松散、強(qiáng)度不足等問題。此外，施工人員還通過熱水拌和，加速凝劑、抗凍劑等方式，提高混凝土入倉溫度、凝結(jié)時間及抗凍性，確保混凝土施工質(zhì)量。
為減少冰雪低溫天氣對施工的影響，柯拉光伏電站為光伏工程和送出工程的機(jī)械設(shè)備、升壓站、塔基等均采取了保溫措施，蓋上了棉被、工業(yè)電熱毯。運(yùn)用各種方法攻堅克難，柯拉光伏電站在剛剛過去的冬季也沒有停工，創(chuàng)造了大型光伏項目在高寒超高海拔地區(qū)冬季連續(xù)大規(guī)模施工的先例。
裝機(jī)規(guī)模在全球首次提升到百萬千瓦級
擴(kuò)展后相當(dāng)于再造一個兩河口水電站
站在山頂遠(yuǎn)眺，施工人員精心組裝完的光伏板鱗次櫛比，順著山坡綿延起伏，向遠(yuǎn)方鋪展開去。
柯拉光伏電站由212萬塊光伏組件、5000多臺逆變器、300多臺箱式變電站組成，光伏裝機(jī)規(guī)模達(dá)100萬千瓦，首次將全球水光互補(bǔ)電站規(guī)模提升到百萬千瓦級。
世界范圍內(nèi)，大規(guī)模的水光互補(bǔ)電站不多。目前已建成的最大水光互補(bǔ)電站，是位于我國青海省的龍羊峽水光互補(bǔ)光伏電站，光伏裝機(jī)為85萬千瓦。
柯拉光伏電站年均發(fā)電量為20億度，建成后將接入總裝機(jī)規(guī)模為300萬千瓦的兩河口水電站。后續(xù)柯拉光伏電站將繼續(xù)擴(kuò)展，有望達(dá)300萬千瓦以上。屆時，擴(kuò)展后的它，相當(dāng)于再造了一個“兩河口”。
什么是水光互補(bǔ)，有什么優(yōu)勢？
“光伏發(fā)電具有不穩(wěn)定性、波動性、間歇性。”楊志偉介紹，光伏電站只能在白天發(fā)電，陽光充足時發(fā)電多，陰天發(fā)電少。光伏發(fā)電的不穩(wěn)定不利于電網(wǎng)調(diào)節(jié)，給電網(wǎng)安全帶來一定影響。為了讓它“穩(wěn)定”下來，水光互補(bǔ)是很好的方案。有了水電的調(diào)節(jié)，就能讓安全的電送到千家萬戶。
柯拉光伏電站發(fā)出的電并不會直接接入電網(wǎng)，而是通過一條50公里長的線路，接入兩河口水電站，和水電站發(fā)出的電“捆綁”在一起，再接入電網(wǎng)。
這樣，就可以通過調(diào)度系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)短期的日調(diào)節(jié)——白天，光伏多發(fā)，水電少發(fā)；晚上，光伏不發(fā)，水電多發(fā)。還可以實(shí)現(xiàn)中長期的季調(diào)節(jié)、年調(diào)節(jié)——枯水期，光伏多發(fā)，水電少發(fā)；豐水期，光伏少發(fā)，水電多發(fā)。
在雅礱江流域，水能資源豐富，風(fēng)能、太陽能資源同樣具備巨大儲量，而且具有良好的水風(fēng)光互補(bǔ)條件。水風(fēng)光組團(tuán)“出道”，未來雅礱江流域清潔能源基地全部建成后，總規(guī)模將超過1億千瓦，其中風(fēng)電、光伏發(fā)電超6000萬千瓦、抽水蓄能發(fā)電超1000萬千瓦，將成為世界規(guī)模最大的綠色清潔可再生能源基地，為保障國家能源安全、助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)貢獻(xiàn)堅實(shí)力量。
柯拉光伏電站用到的35千伏直流電纜長達(dá)1萬多公里，連接這些電纜，需要精益求精。
“為保證施工人員的連接操作標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、精細(xì)化，雅礱江流域水電開發(fā)有限公司派出技術(shù)人員，來到柯拉光伏電站項目現(xiàn)場進(jìn)行培訓(xùn)、指導(dǎo)。”楊志偉說。
在柯拉光伏電站項目施工現(xiàn)場，經(jīng)常能看到一組組人員巡回檢查，四處挑毛病。這是項目部組建的“挑刺隊”，由二三十名技術(shù)人員組成。他們還建立“日糾偏會”制度，對每天發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行梳理、研究、分析，及時提出解決辦法，保障安全、高效施工。
“隨著工程推進(jìn)，柯拉光伏電站項目進(jìn)入‘建管結(jié)合期’。安全與質(zhì)量，是我們最關(guān)注的。”楊志偉說，“雖然進(jìn)度非常緊張，但越緊張越要謹(jǐn)慎，加強(qiáng)管理，關(guān)注每個風(fēng)險點(diǎn)，不能出任何差錯。”
在追求安全、優(yōu)質(zhì)、高效、創(chuàng)新的路上，柯拉光伏電站項目的“黨員先鋒隊”起到了模范帶頭作用。研究出混凝土保溫措施的劉強(qiáng)國，就是“黨員先鋒隊”隊員之一。
雅礱江流域水電開發(fā)有限公司董事長祁寧春表示，將著力構(gòu)建光伏項目建設(shè)全過程、全方位管理體系，把柯拉光伏電站建設(shè)成為綠色低碳、安全高效的“標(biāo)桿工程”。
全息復(fù)刻、數(shù)字孿生、“牧光”互補(bǔ)
打造全球領(lǐng)先的“數(shù)智化”光伏電站
裝機(jī)規(guī)模大、占地面積廣，地處高寒超高海拔地區(qū)，自然環(huán)境惡劣……對投資超53億元的柯拉光伏電站而言，這些特點(diǎn)決定了它如果采用傳統(tǒng)光伏電站運(yùn)維模式，是難以滿足正常發(fā)展需求的。
那么，如何提高電站建設(shè)和運(yùn)維管理效率？
柯拉光伏電站借助智能化、數(shù)字化手段，對運(yùn)維模式進(jìn)行優(yōu)化，打造全球領(lǐng)先的水光一體“數(shù)智化”光伏電站。雅礱江流域水電開發(fā)有限公司有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹：“通過建立運(yùn)維一體化平臺，利用大數(shù)據(jù)、人工智能系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備故障智能診斷、分析，并創(chuàng)造性地將場站安全預(yù)警、設(shè)備檢修策略等融為一體，實(shí)現(xiàn)光伏電站全業(yè)務(wù)的智能融合，打造高海拔地區(qū)水光一體化的智能光伏電站標(biāo)桿。”
“數(shù)智化”的柯拉光伏電站都有哪些“黑科技”？
有能隨著太陽轉(zhuǎn)動的智能支架?？吕夥娬具\(yùn)用“平單軸支架”，實(shí)行“智能跟蹤閉環(huán)控制”，融合AI技術(shù)，能主動分析識別每天最佳“追光”角度，提升發(fā)電效益。
有能精準(zhǔn)“把脈”的智能診斷與紅外感知技術(shù)。通過大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)、AI算法，可自動識別組件遮擋、隱裂等故障，結(jié)合感知圖像分析，輸出診斷報告，輔助電站運(yùn)維。統(tǒng)一運(yùn)維管理平臺則通過電站智能數(shù)據(jù)采集、故障告警、智能巡檢等，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視和智能化管理。
有能提高運(yùn)維效率的紅外無人機(jī)巡檢。無人機(jī)現(xiàn)場巡檢，可及時發(fā)現(xiàn)、精準(zhǔn)定位故障和隱患，進(jìn)行智能檢測，并有針對性地消缺。
還有能提供安全預(yù)警的視頻監(jiān)控+AI分析技術(shù)。而最引人注目的，是全息復(fù)刻打造數(shù)字孿生光伏電站。
雅礱江流域水電開發(fā)有限公司聯(lián)合國家遙感應(yīng)用工程技術(shù)研究中心與中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所，多維度構(gòu)建柯拉光伏建設(shè)數(shù)字孿生平臺，實(shí)現(xiàn)高精度、真三維、全實(shí)景的柯拉光伏電站的動態(tài)、全息復(fù)刻，輔助電站建設(shè)從規(guī)劃設(shè)計、工程建設(shè)到運(yùn)維管理，實(shí)現(xiàn)全生命周期智能化管理。
專家分析，在高原引入數(shù)字孿生技術(shù)來輔助施工，不僅能提高建設(shè)效率、保證工期、保障安全、提升效益，還有助于提高環(huán)境友好度。智能化建設(shè)能為電站長期安全穩(wěn)定運(yùn)行提供技術(shù)支撐和安全保障，其經(jīng)驗將為我國高海拔清潔能源項目建設(shè)提供借鑒。
柯拉光伏電站的光伏板，距地面高度最低為1.8米，人在板下可自如穿行。這樣的高度，既能滿足植被生長需要，又能保障牛羊放牧空間，實(shí)現(xiàn)“牧光”互補(bǔ)。
柯拉光伏電站項目所在區(qū)域，是經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的民族地區(qū)。雅礱江流域水電開發(fā)有限公司有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，柯拉光伏電站建設(shè)期間，將為當(dāng)?shù)乩U納稅費(fèi)預(yù)計6億元，投產(chǎn)后每年還將貢獻(xiàn)稅費(fèi)超過1.5億元。為進(jìn)一步助推民族地區(qū)鄉(xiāng)村振興，柯拉光伏電站項目建設(shè)將通過“光伏+特色產(chǎn)業(yè)”“光伏+基礎(chǔ)設(shè)施提升”“光伏+就業(yè)”等一系列措施，帶動民族地區(qū)農(nóng)牧、旅游、交通等產(chǎn)業(yè)發(fā)展，產(chǎn)生“光伏+N”的效益。
在海拔4600米的高原上“追光”，帶來更多光明。
原標(biāo)題：探訪柯拉光伏電站：在海拔4600米高原上“追光”
掃描關(guān)注微信
寧德時代吳凱...
天合光能陳奕...
劉巖: 追光行...
黃震院士：大...