“蓝色海洋”光伏园区。图片均由海南州委宣传部提供
浩荡黄河在这里变成柔波碧浪，“蓝色海洋”在这里起头，绿色能源从这里汇聚……在海南藏族自治州共和县，全球装机容量最大的光伏发电园区和龙羊峡水电站，交织成一幅亮丽的画卷。
穿过蜿蜒曲折的水泥路，便是塔拉滩全球装机容量最大的光伏发电园区——海南州生态光伏园。另一侧，是万里黄河第一坝龙羊峡大坝。矗立在海拔3200米高原上的两大世界之最，是如何进行“水光互补”的？记者带你走进塔拉滩，聆听绿色发展的乐章。
“水光互补”的优势
光伏发电园区，鳞次栉比的光伏板在阳光照耀下，熠熠生辉。海南州绿色产业发展园区管委会副主任切羊介绍说，当前园区已入驻企业46家，总装机量为15730兆瓦，年均发电量达到100亿千瓦时，年节约标准煤311万吨，减排二氧化碳780万吨。
“有人会疑惑，发展清洁能源的背后，海南州有哪些优势？”切羊说，在海南州境内黄河流程411.3公里，是水电资源的“富矿区”，水电可开发资源量2500万千瓦，年平均日照时间2719小时，平均太阳辐射量6382兆焦耳/平方米。
龙羊峡水电站安装4台单机容量为320兆瓦的水轮发电机组，总装机容量1280兆瓦，正常蓄水位2600米，库容为247亿立方米，调节库容为193.5亿立方米，是调节性能优良的多年水库。
龙羊峡水电站水库左岸，直线距离约36公里，是总装机容量850兆瓦的龙羊峡“水光互补”电站。这座电站被视为一个“虚拟水电机组”，以330千伏电压等级输电线路接入龙羊峡水电站，通过水轮机组的快速调节，将原本光伏间歇、波动、随机的功率不稳定的锯齿形光伏电源，调整为均衡、优质、安全，更加友好的平滑稳定电源。以两个电源组合的电量，利用龙羊峡水电站的送出通道送入电网。
光伏园区一角。
解密何为“水光互补”
“水光互补”是促进光伏并网消纳的一种重要的运行方式，其关键在于如何利用水电站有效的调节能力平滑光伏发电出力的随机性特征，使其能够安全并网。
“当太阳光照强烈时，用光伏发电。当天气变化或夜晚，用水力发电，以减少天气变化对光伏发电的影响，从而获得源源不断的绿色电能。”国家电投黄河公司龙羊峡发电分公司党委书记、总经理黄青刚说。
“如何平衡水光互补的经济效益？”黄青刚告诉记者，根据运行情况来看，水电站送出线路的年利用小时数，从原来的4621小时提高到5019小时，“水光互补”如同强强联合。
黄青刚说：“龙羊峡水库目前发电的重要性只排第四位，排在前三位的是防洪、防凌和供水。少发电就意味着多蓄水，这对于缺水的西北地区尤为重要。”
电站实现平稳运行，除了依托“水光互补”技术，还要做好运行维护。龙羊峡“水光互补”光伏电站的一个子阵就有4000多块光伏组件，如果出现故障，仅利用人力核查，在短时间内很难排查出故障并解决问题。如今，电站通过“集中监控、大数据分析、远程诊断、实时维护”的智能管理，可实现快速故障定位、缺陷智能处理等，年平均故障次数减少了30%。
破解波动性技术难题
光伏发电出力由于受气象环境因素影响而具有随机波动性特征，大规模接入会增加电网的功率波动，从而对电网的安全稳定运行造成威胁，这是影响光伏发电规模化发展的重要因素。
黄青刚告诉记者，光伏发电只在白天发电，晚上出力为零。当光伏电站发电时，电网中其他电源需调整出力，让出负荷由光伏发电供电；当云层飘过时，光伏电站出力迅速下降，其他电源的出力必须迅速增加，补充光伏发电减少造成的电力缺额。
为解决光伏发电间歇性、波动性和随机性较大的问题，国家电投黄河公司主导相关科研院所，共同研发“水光互补”协调运行控制系统，将不稳定的光伏发电转换为安全、稳定的优质电源，提高了光伏发电电能质量，较好地实现了水力发电和光伏发电快速补偿的功能；解决光伏发电的安全并网问题，填补国内大规模“水光互补”关键技术的空白，应用成果达到国际领先水平，推动了国际大规模“水光互补”技术的发展，为后续联合开展大规模风、水、光黄河流域联合协调控制技术及智能调度系统应用奠定了基础。
“水光互补”效益凸显
如今，按照“水光互补”光伏电站年平均发电量14.94亿千瓦时计算，对应到火力发电，相当于一年节约标准煤46.46万吨，减少二氧化碳排放约122.66万吨。龙羊峡水电站送出线路年利用小时可由原来运行的4621小时提高到5019小时，大幅提高了水电站的经济效益，实现国有资产的保值增值。同时，通过大量的实验数据表明，人们普遍担心的龙羊峡水电站的调峰调频性能没有受到任何影响，反而得到进一步加强，创造了良好的社会生态环境效益。
创造绿色奇迹
国家电投黄河公司在建设运营光伏电站的同时，把生态保护融入其中，开展光伏电站生态环境研究，成立西北旱区生态水利国家重点实验室黄河公司分实验室。积极探索“光伏+治沙”“光伏+生态治理”新模式，探寻和研究如何保障生态环境安全、维护高原生态基本功能和健康开发，助力国家碳达峰、碳中和战略。经实验证明，光伏电站建成后，子阵区域平均风速降低41.2%，空气湿度日均增湿2.8%，20厘米深度土壤增湿32%。
昔日飞沙走石的塔拉滩变成了“花园式”优良牧场，实现了以光伏电站建设带动生态环境建设。如今，光伏园区让周边农牧民放羊，牧光优势互补，打响“光伏羊”品牌效益，拓宽农牧民增收渠道。
两项吉尼斯世界纪录为海南带来什么
国家电投黄河公司海南分公司总经理、党委副书记何振中说：“全球最大的850兆瓦龙羊峡‘水光互补’光伏电站于2015年6月全部并网发电，开创了传统能源与新能源协调运行的先河。”
“水光互补”技术实现水力发电和光伏发电快速补偿的功能，解决光伏发电的安全并网问题，填补国际大规模“水光互补”关键技术的空白，为我国清洁能源提供互补的新型发展模式。
2022年，海南州光伏发电园区光伏发电装机容量为8430兆瓦，打破2245兆瓦的原纪录，荣获最大装机容量的光伏发电园区吉尼斯世界纪录称号。龙羊峡“水光互补”发电站光伏装机容量为850兆瓦，龙羊峡水电站装机容量为1280兆瓦，总计2130兆瓦，荣获最大装机容量的“水光互补”发电站吉尼斯世界纪录称号。
如今，海南州充分发挥这项资源优势，探索推进“光伏+生态+畜牧业+民生+旅游”的多元融合发展新模式，大力发展光伏羊、农光互补、牧光互补、生态牧场、光伏工业旅游等绿色产业，扎实推动清洁能源产业高地建设，大力推进青豫直流二期电源建设、国家大型风电光伏基地建设、“荷储网源”一体化项目建设、氢能产业园项目建设等，做大做强海南州清洁能源主力基地，实现多元储能先行示范区、“绿电三江源”、清洁能源产业高地先行区、“碳达峰碳中和”示范区的建设目标，着力打造“零碳产业园”。