光伏發電產業是否真正清潔一直是業內爭議的話題。記者認為，光伏發電過程清潔當然無疑，光伏生產過程可控也是可期。然而，在每一個獨立光伏電站“享受陽光”的背后，通常會有相應的火電機組在維持額定轉速，默默地做著“無用功”(旋轉備用容量)，而煤炭在這種“無用功”中被消耗，溫室氣體在無聲地排放。

當然相較于光伏發電產生的環境效益，電力系統旋轉備用容量的煤耗并不突出，但這終究“不完美”。如何破解這一難題？“水光互補”模式給出了自己的答案。

“水光互補”模式到底有何優勢？是否具有推廣潛力？帶著疑問，記者走進了中電投青海龍羊峽“水光互補”320兆瓦并網光伏項目。

變“垃圾電”為優質電

“1+1>2”的事例時有發生，“水光互補”模式正是其中一個。

龍羊峽“水光互補”320兆瓦并網光伏發電項目地處青海省海南州共和縣恰卜恰鎮以南約12公里處的塔拉灘，共和縣光伏發電產業園內。

在前往目的地的路上，記者不時就會發現分布式光伏發電在青藏高原的應用——這為生態脆弱、人煙稀少地區提供了現代社會的必需品——但對于青海而言，光伏發電的主角并不是它們，而是大型并網光伏電站。

青海的日照條件優越，地勢平緩，荒漠、戈壁廣袤而價廉，得天獨厚的優勢使青海成為我國重要的光伏電站基地。據測算，青海省太陽能年總輻射量平均為5800~7400兆焦/平方米，平均直接輻射量占總輻射量的60%左右，在海西地區(青海湖西部、西北部地區)，這一比重更是達到70%以上。

記者了解到，截至2014年2月底，青海省已并網的大型光伏電站有131座，累計裝機容量達到了310萬千瓦，光伏清潔能源在青海能源總量中的比重已超過15%。2013年全年，青海光伏電站發電量超過了26億千瓦時。

太陽能發電因其間歇性、波動性和隨機性，常被業內戲稱為“垃圾電”，并時有“棄光”現象發生。然而，雖然青海光伏電站并網需求巨大，但青海地區棄光問題并不突出。

“目前青海并不存在棄光問題，光伏電量都是優先上網的，但是獨立光伏電站發電曲線具有波動性和間隙性，需要電網系統調節，給電網穩定運行造成一定沖擊，但情況可控。”中電投集團黃河公司新能源發電部經理金東兵告訴記者，“而我們電站(龍羊峽‘水光互補’項目)送出的電，相對于獨立光伏電站而言，對電網更為友好。”

“由于光伏發電屬于能量密度低、穩定性差，調節能力差的能源，長距離輸送中電力潮流變化將會給電壓控制增加難度，電力系統需要有足夠備用容量來削弱這種沖擊。”一位青海省電力公司調度中心工作人員告訴記者，“‘水光互補’模式可以騰出部分水電機組容量作為系統備用容量，增加調峰能力。”

“龍羊峽水光互補320兆瓦并網光伏電站是利用龍羊峽水電站水輪機組快速調節性能，通過水光互補的調節進一步優化電能質量，將互補后的優質電能通過龍羊峽水電站330千伏出線送入電網。”中電投集團黃河公司總經理謝小平告訴記者，“這相當于龍羊峽新建了一臺水電機組。在考慮水量平衡的基礎上，結合龍羊峽水庫調節能力，通過水電機組快速調節性能，將光伏發電鋸齒形出力曲線調整為平滑穩定曲線(見示意圖，編者注)，為電網提供優質電能，提高了電網運行穩定性。同時，也提高了水電站對電網的調節能力和送出線路的利用率。”

據記者了解，該項目并網發電以來，運行穩定，預計每年增加電力電量4.98億千瓦時；從實際運行情況看，每天從上午9時開始，光伏電站負荷逐漸增加，水電負荷逐漸降低，從16時開始，光伏電站負荷逐漸減小，水電負荷逐漸增加，形成“水光互補”。

業內專家評價龍羊峽“水光互補”項目優化了光伏發電電能質量，解決了光伏電量消納瓶頸問題，為我國清潔能源利用提供了新型發展模式。

節水、節煤，清潔特性更凸顯

龍羊峽水電站位于青海省共和縣和貴南縣交界處，是黃河龍青段梯級開發規劃中的“龍頭”電站。電站位于龍羊峽入口處，庫容為247億立方米，具有良好的多年調節性能。

“水資源對于龍羊峽水電站來說是最寶貴的，除了汛期，龍羊峽水電站四臺水輪機是無法滿發的。”龍羊峽水電站總經理張空海告訴記者，“據我了解，因為種種原因，龍羊峽水電站從建成之日起庫容就沒有滿過，水都是要省著用的，因此送出線路存在閑置問題。”

張空海表示，因打捆了光電，送出線路的年利用小時數比原來設計的4621小時提高了300多小時，盤活了存量資產。同時，水電站對電網系統的調節能力也增強了。

據了解，龍羊峽“水光互補”項目中水電和光電上網是單獨核算的，相當于水電站和光伏電站共用送出通道。張空海告訴記者，“在水電站的調節下，水電與光電打捆的電能很穩定，32萬千瓦的光伏裝機相當于水電站的新機組，這樣一來就相當于過去龍羊峽水電站時刻保持4臺機組滿發的狀態，但卻節約了水資源，為枯水期穩定發電提供了保證。”

除了節水，節煤也成為“水光互補”模式一大特點。

“我認為‘水光互補’模式最大意義在于減少了電力系統的旋轉備用容量。”謝小平告訴記者，“為獨立光伏電站備用的常規機組通常為火電機組，這些機組并不做功或者做功很少，但是煤耗卻是實實在在的。”

“大規模光伏并網以后，燃氣電站接到的電網調度指令明顯頻繁多了，而且經常會有大范圍的出力調整，在對燃氣電站的設備造成影響的同時也限制了電站出力。”青海油田天然氣電力公司一位負責人告訴記者，“長期的低負荷運行導致度電氣耗增加，經測算，一年要多損耗近600萬標方天然氣。”

“‘水光互補’完全是清潔能源之間的優勢互補，節約煤炭的同時，效率更高。”謝小平告訴記者，‘水光互補’的調節是通過一套自主開發的系統控制軟件來實現的，這套系統填補了國內此類關鍵技術的空白。

國務院發布的《關于促進光伏產業健康發展的若干意見》支持地方創新光伏發展方式，并明確鼓勵利用既有電網設施按多能互補方式建設光伏電站。業內人士認為，清潔能源“互補”方式有助破解大規模可再生能源接入電網的瓶頸，緩解“棄光”問題。

企業期待更多新增裝機指標

龍羊峽“水光互補”創新模式，已通過有關專家組的驗收，5個月的實際運營也取得了成效。資料顯示，青藏高原具有豐富的水電資源，技術可開發裝機容量12100萬千瓦，約占全國的25%。業內專家認為，在青藏高原建設大規模“水光互補”并網光伏電站，具有得天獨厚的條件。龍羊峽“水光互補”項目的實施，為青藏高原實現更大范圍的“水光互補”提供了技術支撐。

中電投集團黃河公司副總經理楊存龍認為，“水光互補”模式在擁有遼闊未利用土地、光照和水利資源都豐富的青海等西部地區具備推廣價值。黃河公司將繼續通過“水光互補”協調控制實踐，探索更加合理可行的“水光互補”實際控制運行方式，收集積累運行歷史數據，為后續大規模“水光互補”項目建設和運營提供技術支撐，為青藏高原實現更大范圍的“水光互補”進行技術探索，為電網輸送優質光伏電能提供廣闊前景。

但從目前情況來看，“水光互補”項目的推廣還有賴于國家對光伏政策的調整和支持力度。相較于大多數光伏電站，雖然“水光互補”項目更為經濟，但離開政策補貼企業仍然無法獲利。業內專家認為，光伏創新項目能夠為當下處于瓶頸期的光伏行業發展帶來活力，但該行業發展的根本仍然在該產業市場競爭力的整體提升。

楊存龍告訴記者，從龍羊峽水電站的調節能力出發，共計可以匹配85萬千瓦的光伏電站，因此黃河公司后續還希望再建設兩座32萬千瓦的光伏電站，實現“水光互補”的效益最大化。

據了解，青海省今年僅獲得50萬千瓦新建光伏電站指標，而在青海從事光伏電站開發的單位有50家左右。黃河公司一期項目就需要32萬千瓦指標，目前看來完成計劃將困難重重。

楊存龍表示，企業希望能夠追加新建裝機指標，但國家有全盤的考量，龍羊峽“水光互補”后續項目能否順利并網，將取決于國家根據光伏行業發展情況是否會作出調整。