瀾滄江流域水風光多能互補基地建設實踐探索研究

袁湘華

（華能瀾滄江水電股份有限公司，云南省昆明市 650214）

0 引言

在“雙碳”目標引領下，我國步入以構(gòu)建新型電力系統(tǒng)為路徑，以可再生能源高質(zhì)量發(fā)展為核心要義的新時代。水電作為技術成熟的清潔能源，具有穩(wěn)定的調(diào)節(jié)能力和供電質(zhì)量[1]，既能提供大量的“零碳”電能，又能為新能源的快速發(fā)展提供堅實的容量支撐。本文立足瀾滄江流域已建、在建和規(guī)劃的流域梯級水電站，進一步總結(jié)提煉水電開發(fā)實踐經(jīng)驗，分析多能互補基地開發(fā)優(yōu)勢，一體規(guī)劃建設新能源項目，統(tǒng)籌推進瀾滄江流域水風光多能互補基地建設。

1 瀾滄江流域水電開發(fā)基本情況

1.1 瀾滄江流域概況

瀾滄江—湄公河是世界第九、亞洲第五大河，發(fā)源于青海省，流經(jīng)青海、西藏、云南三省，于云南省勐臘縣出境，干流長4880km，可開發(fā)利用量5000萬kW。在中國境內(nèi)稱為瀾滄江，全長2153km，干流規(guī)劃23個梯級，規(guī)劃總裝機容量超3500萬kW，是中國十三大水電基地之一[2]。

1.2 瀾滄江流域開發(fā)情況

華能瀾滄江水電股份公司（以下簡稱公司）作為瀾滄江全流域水電項目的開發(fā)主體，按照“流域、梯級、滾動、綜合”的開發(fā)方針，負責對瀾滄江西藏段、云南上游段以及中下游段進行開發(fā)。目前，云南段水電項目已基本開發(fā)完畢，共投產(chǎn)11個電站，總裝機容量2135萬kW；西藏段水電項目按照2030年全面投產(chǎn)目標，加快開發(fā)建設。流域水電資源優(yōu)質(zhì)豐富，具備優(yōu)良的調(diào)節(jié)性能和顯著的補償效益。瀾滄江云南段已建成3條±800kV特高壓直流通道，7條500kV交流送電斷面，送電容量超過3100萬kV，通道利用率約50%。瀾滄江西藏段計劃采用±800kV特高壓直流，采用點對網(wǎng)送電方式直送粵港澳大灣區(qū)，輸電線路長2200km，送電容量1000萬kW。

2 瀾滄江流域水電建設經(jīng)驗成就

公司深入貫徹落實“四個革命、一個合作”能源安全新戰(zhàn)略，始終秉承華能集團“三色”公司使命，積極踐行“構(gòu)建和諧電站、奉獻綠色能源”發(fā)展理念，切實做到水電開發(fā)與帶動地方經(jīng)濟社會協(xié)同發(fā)展、與社會責任建設和諧發(fā)展、與生態(tài)環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展，保持了“運營一批、建設一批、儲備一批”的良好態(tài)勢，取得了豐富的經(jīng)驗成就，為建設流域水風光多能互補基地打下了堅實基礎。

2.1 創(chuàng)建全流域集束管控模式，發(fā)揮流域調(diào)蓄補償作用

公司具有大規(guī)模水電站集群運營管理和新能源區(qū)域集中控制管理經(jīng)驗，建有國內(nèi)首屈一指的流域水電站集中控制中心，集控容量超過2000萬kW，全部機組實現(xiàn)“無人值班”，生產(chǎn)運行管理達到世界先進水平。充分發(fā)揮梯級水庫調(diào)節(jié)補償作用，可大幅改善瀾滄江—湄公河黃金水道枯水期航運條件，年均減少全網(wǎng)棄水電量超200億kW·h，實現(xiàn)了流域水資源高效、經(jīng)濟、綜合利用。建有新能源區(qū)域集中運行控制中心，集約化管理水平高，統(tǒng)一調(diào)度能力強。建設流域水風光多能互補基地，能夠充分發(fā)揮流域和區(qū)域統(tǒng)一運營管理優(yōu)勢，更好地實現(xiàn)運行調(diào)度高度協(xié)同、水風光充分互補、資源效益高效利用，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行水平和電力安全供應保障能力。

2.2 堅持生態(tài)優(yōu)先綠色低碳發(fā)展，打造生態(tài)文明標桿工程

公司始終堅持“生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展”理念，流域已建成投產(chǎn)水電站年發(fā)電量超千億kW·h，累計輸送清潔能源超9100億kW·h，相當于節(jié)約標煤3.2億t，減少二氧化碳排放超8.6億t。構(gòu)建多層次生態(tài)管理體系，科學避讓世界遺產(chǎn)地、自然保護區(qū)等生態(tài)敏感區(qū)域，留出天然河段305.2km、占總長度19.3%。全面做好生態(tài)修復總體規(guī)劃，移栽保護珍稀植物10萬余株，建成動物保護點3處，成功增殖11種、放流1000萬尾土著魚，成為流域整體保護、開發(fā)協(xié)調(diào)最優(yōu)的典范。建設流域水風光多能互補基地，能夠更好地統(tǒng)籌可再生能源開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)保協(xié)同優(yōu)化，實現(xiàn)整體效益最優(yōu)。

2.3 全方位開展原創(chuàng)科技攻關，建管水平引領行業(yè)發(fā)展

公司依托國家能源技術研發(fā)中心、馬洪琪院士工作站等科技創(chuàng)新平臺，大力開展科技創(chuàng)新。首創(chuàng)數(shù)字大壩綠色智能筑壩技術，建成世界首座300米級混凝土特高拱壩、亞洲最高黏土心墻堆石壩、亞洲最高碾壓混凝土重力壩，發(fā)明了世界首創(chuàng)、中國原創(chuàng)、具有完全自主知識產(chǎn)權的景洪水力式新型升船機，成功研發(fā)70萬kW水電機組全國產(chǎn)化監(jiān)控系統(tǒng)，創(chuàng)造了“景洪速度”“一年十八投”等記錄，摘取了國際里程碑工程獎、菲迪克獎、魯班獎、國優(yōu)金獎等多項大獎。經(jīng)過20余年的跨越發(fā)展，公司發(fā)展成為國內(nèi)第二大水電上市企業(yè)，區(qū)域能源投資規(guī)模最大、裝機容量最大的發(fā)電企業(yè)，擁有一流的基建技術，先進的運管水平，卓越的人才隊伍和雄厚的投資實力。建設流域水風光多能互補基地，依托已有水電、新能源建設經(jīng)驗和專有技術，可充分發(fā)揮公司高效的建設運營管理水平，有效保障大規(guī)模新能源項目集中開工建設，全面打造國家級標桿示范基地。

2.4 推進多民族企地融合共建，助力鄉(xiāng)村振興和諧發(fā)展

公司統(tǒng)籌協(xié)調(diào)水電開發(fā)和脫貧攻堅，建成“全流域多民族綠色生態(tài)型和諧社會”。投入移民資金超450億元，完成移民搬遷安置超10萬人。投入扶貧資金超22.7億元，幫扶云南4縣拉祜族、佤族兩個“直過民族”實現(xiàn)歷史性整族脫貧；幫助云縣大田山村、富源縣白巖村等232個貧困村、31.67余萬人口全部脫貧出列；投入資金2.66億元實施“百千萬工程”，幫扶項目1133個，解決流域周邊25個縣11萬群眾民生難題。建設流域水風光多能互補基地，可持續(xù)深化企地和諧，帶動當?shù)鼐蜆I(yè)人口增加，有效改善居民生活質(zhì)量，助推加快實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興。

3 打造瀾滄江流域水風光多能互補基地實踐思考

隨著習近平總書記在聯(lián)合國大會上作出“2030年前碳達峰，2060年前碳中和”的莊嚴承諾，我國步入以“雙碳”目標為導向、可再生能源高質(zhì)量躍升發(fā)展的新階段。到2030年，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放量將比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消費比重將達到25%左右，風電、太陽能發(fā)電總裝機容量將達到12億kW以上?！笆奈濉逼陂g，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗和二氧化碳排放分別降低13.5%、18%?？傮w上看，我國實現(xiàn)“雙碳”目標時間緊、幅度大、任務異常艱巨。近期，國家陸續(xù)出臺可再生能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃、碳達峰碳中和“1+N”政策體系，系統(tǒng)謀篇布局能源發(fā)展，研究落實多能互補一體化基地規(guī)劃。我國水、風、光等可再生能源具有較好的互補特性，推動水風光一體化協(xié)同發(fā)展，可充分發(fā)揮互補優(yōu)勢，有效提升資源開發(fā)利用率和經(jīng)濟性，實現(xiàn)綜合集約高效一體化開發(fā)。

3.1 瀾滄江流域水風光多能互補基地規(guī)劃情況

公司作為瀾滄江流域唯一開發(fā)主體，圍繞“兩個一體化”“一化三統(tǒng)籌”要求，系統(tǒng)開展水電調(diào)節(jié)能力、風光開發(fā)潛力、基地綜合布局、整體開發(fā)方案、配套體制機制等基地規(guī)劃研究工作。經(jīng)研究測算，到“十五五”末，瀾滄江流域一體化基地（瀾滄江云南段水風光一體化可再生能源基地、西藏瀾滄江水光互補清潔能源基地）總裝機規(guī)模超過5500萬kW，其中水電裝機超3300萬kW，新能源裝機約2200萬kW。年發(fā)電量超過2000億kW·h，相當于每年節(jié)約標準煤6100萬t，減少二氧化碳排放超1.68億t。后續(xù)充分發(fā)揮流域云南段糯扎渡、小灣水電站多年調(diào)節(jié)庫容，流域西藏段RM水電站年調(diào)節(jié)庫容，結(jié)合流域存量水電擴機、抽水蓄能電站建設，新建一條輸電通道，可新增水電裝機超過1000萬kW，配套再開發(fā)流域新能源3800萬kW。更好地發(fā)揮水風光互補優(yōu)勢，促進流域可再生能源高質(zhì)量發(fā)展，最終形成超過4000萬kW的水電裝機，6000萬kW的新能源裝機，實現(xiàn)再造一條“瀾滄江”的宏偉藍圖。

3.1.1 瀾滄江云南段水風光一體化可再生能源基地

瀾滄江云南段分為上游和中下游兩個河段，梯級水電開發(fā)成熟，調(diào)節(jié)性能較好，送出通道穩(wěn)定，流域周邊風光資源豐富，具有較好的水風光一體化開發(fā)基礎。各梯級水電送出通道已安全穩(wěn)定運行多年，現(xiàn)階段通道利用率約50%，提升空間較大。

瀾滄江云南段水風光一體化可再生能源基地按照“水+風+光”的一體化互補開發(fā)模式，以單位千瓦投資和有效單位度電投資較小、棄風棄光率較小為原則，測算基地總規(guī)模4000萬kW，其中水電2500萬kW，風電55萬kW，光伏發(fā)電1450萬kW。考慮能源電力增長需求，“十四五”風光建設規(guī)模1000萬kW，2030年全部建成投產(chǎn)。同時，按照不削弱系統(tǒng)調(diào)峰能力、促進新能源電力消納原則，在經(jīng)濟合理的條件下，梯級水電可擴機約600萬kW?；亟ǔ珊螅L光棄電率約5%，枯水期西電東送日送電負荷峰谷比最高可達到5：1，可新增新能源年均上網(wǎng)電量513億kW·h，提高通道利用率26%。按照項目收益率8%測算，具有良好的市場競爭力。

3.1.2 西藏瀾滄江水光互補清潔能源基地

瀾滄江西藏段水力及太陽能資源豐富，具備較好的開發(fā)條件。區(qū)域風速較小、風功率密度低，綜合資源、運輸、建設等條件，暫不考慮風能資源利用。

根據(jù)基地規(guī)劃分析報告成果，西藏瀾滄江清潔能源基地采取水電+光伏互補的開發(fā)模式，先期開發(fā)可再生能源2000萬kW。其中，水電裝機1000萬kW，多年平均發(fā)電量404億kW·h。光伏選取9個場址，裝機容量超1000萬kW，多年平均發(fā)電量167億kW·h。后期結(jié)合流域水電擴機、開發(fā)流域抽水蓄能300萬～500萬kW，可配套開發(fā)新能源1300萬kW，促成一條新的外送輸電通道。根據(jù)最新財稅政策和外部條件復核，按照項目收益率8%測算，基地送端落地電價與廣東省平均上網(wǎng)電價相當，有一定市場競爭力。

3.2 瀾滄江流域水風光多能互補基地開發(fā)優(yōu)勢

瀾滄江流域?qū)嵤┧L光一體化開發(fā)，利用大型水電外送通道及水電調(diào)節(jié)性能，平抑新能源不穩(wěn)定出力，節(jié)省輸電成本，提升通道利用率。同時，利用新能源低成本優(yōu)勢，可平抑水電上網(wǎng)電價，實現(xiàn)水電、新能源、輸電通道“1+1+1＞3”的綜合效益最大化，是適應新形勢的創(chuàng)新發(fā)展理念，也是實現(xiàn)可再生能源高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。

3.2.1 一體化資源配置，統(tǒng)籌規(guī)劃更優(yōu)

引導清潔能源更大規(guī)模地發(fā)展，既是我國能源生產(chǎn)和消費革命戰(zhàn)略的中心任務，也是實現(xiàn)“雙碳”目標的具體路徑。瀾滄江流域水電與新能源具有資源豐富、出力互補和經(jīng)濟互補的特性，打造可再生能源一體化基地的優(yōu)勢得天獨厚。按照“優(yōu)化存量資源配置、擴大優(yōu)質(zhì)增量供給”原則，建立基地多能源協(xié)同開發(fā)機制，從頂層設計上一體化配置資源，有利于建立完善多能互補一體化規(guī)劃、審批、核準、建設、送出等流程。最大化挖掘電源調(diào)節(jié)能力，優(yōu)化配置增量電源，實現(xiàn)電源互濟互補，推動基地高質(zhì)量發(fā)展。

3.2.2 一體化規(guī)劃建設，開發(fā)進度更快

當前是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的起步階段，以水風光為主的可再生能源一體化發(fā)展是創(chuàng)新型發(fā)展途徑，市場前景廣闊。一體規(guī)劃瀾滄江流域多能互補基地，以水電調(diào)節(jié)能力為核心，優(yōu)化新能源資源配置，有利于提高清潔能源開發(fā)比例，對于優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，保障能源安全意義重大。規(guī)劃基地“十四五”時期重點建設具有較好經(jīng)濟性的新能源項目，建設示范樣板，積累實踐經(jīng)驗。同時，加快在建、籌建水電項目建設，合理開展機組擴容，積極布局抽水蓄能。后期統(tǒng)籌基地開發(fā)建設和市場供需變化，充分發(fā)揮規(guī)模化開發(fā)優(yōu)勢，有效銜接各類電源建設進度，實現(xiàn)電源出力特性內(nèi)部互補。

3.2.3 一體化送出消納，通道效率更高

綜合優(yōu)化水風光資源配置、通道能力和相關要素，可實現(xiàn)可再生能源綜合集約高效一體化消納。通過水風光互補方式運行，打捆出力統(tǒng)一接入電網(wǎng)，有效降低大規(guī)模新能源直接上網(wǎng)對電力系統(tǒng)的沖擊和影響，送出優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的清潔電能。依托瀾滄江流域已有送出通道，利用水電調(diào)節(jié)性能和快速反應能力，減少新能源出力不穩(wěn)定性，增強電量消納，實現(xiàn)水風光互補送出。進一步提高送出通道綜合利用效率，減少電網(wǎng)重復投資，有效降低輸電成本。在滿足用電增長需求的同時，可促進電力系統(tǒng)對新能源的可靠消納，實現(xiàn)規(guī)模化開發(fā)和資源高效利用。

3.2.4 一體化調(diào)度運行，電能利用更好

新型電力系統(tǒng)以新能源為主體，需要吸納大規(guī)模、高比例間歇性可再生能源，對靈活調(diào)節(jié)資源提出了更高要求[3]。為維持系統(tǒng)頻率穩(wěn)定，需要電網(wǎng)配備充足的快速反應容量[4]。水力發(fā)電啟停迅速、運行靈活、跟蹤負荷能力強，可平抑新能源出力變幅和瞬時變率。瀾滄江流域梯級水電站調(diào)節(jié)庫容巨大，可實現(xiàn)多年互補調(diào)節(jié)，日內(nèi)出力過程可根據(jù)系統(tǒng)需要綜合調(diào)度運行。通過基地一體化調(diào)度運行，實時監(jiān)控新能源出力變化，動態(tài)調(diào)節(jié)水輪發(fā)電機開度，可將隨機波動的新能源調(diào)整為平滑、安全、穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)電源。

3.2.5 一體化經(jīng)濟評價，綜合效益更大

水風光多能互補基地充分利用新能源低成本趨勢，實現(xiàn)與水電經(jīng)濟性互補，提升基地整體競爭能力。建設瀾滄江水風光一體化可再生能源基地，既能在汛期提供大量清潔能源，又能在枯期有效保障能源供給安全和提高送出通道利用率，有效提升基地資源綜合利用率和綜合利用小時數(shù)，有利于降低綜合開發(fā)成本，提升項目綜合效益，勢必將走出一條清潔能源高效、安全、可持續(xù)的發(fā)展之路。同時，通過基地建設，可有效帶動地方經(jīng)濟發(fā)展，符合我國經(jīng)濟新常態(tài)下“穩(wěn)增長、促轉(zhuǎn)型、惠民生”的經(jīng)濟社會發(fā)展需求，打造多方共贏、和諧進步的新局面。

4 結(jié)束語

4.1 建議

4.1.1 統(tǒng)籌規(guī)劃基地開發(fā)

鑒于當前部分地區(qū)新能源發(fā)展規(guī)劃指標偏低，資源開發(fā)碎片分散，缺乏科學統(tǒng)籌規(guī)劃，難以支撐大型多能互補基地規(guī)?；_發(fā)。建議一是以“全國一盤棋”的思維優(yōu)化資源配置，優(yōu)先將基地納入發(fā)展規(guī)劃，盡快實施推動綠色低碳發(fā)展。二是加強組織協(xié)調(diào)和監(jiān)督管理，統(tǒng)籌生態(tài)保護紅線等相關規(guī)劃與基地規(guī)劃建設相協(xié)調(diào)，優(yōu)化新能源審批建設流程程序。三是從確保布局經(jīng)濟合理、優(yōu)化多能互補運行、提高電能質(zhì)量效益等角度出發(fā)，建議瀾滄江流域水風光多能互補基地由水電開發(fā)主體統(tǒng)一建設、統(tǒng)一運營。

4.1.2 健全配套政策保障

鑒于現(xiàn)階段新能源發(fā)展尚未建立完整的鼓勵和激勵政策，各級政府對新能源重視和支持力度不一、政策各異，未能有效把控項目開發(fā)布局和建設時序[5]。建議一是各行業(yè)各地區(qū)“自下而上”制定各自的碳達峰、碳中和行動方案，統(tǒng)籌協(xié)同區(qū)域發(fā)展和產(chǎn)業(yè)布局。二是強化政策引導和扶持，完善可再生能源發(fā)展財政、稅收、投資、金融等政策，采取引導、激勵、獎勵或貼息貸款等方式，支持并促進可再生能源產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。三是落實可再生能源全額保障性收購制度，執(zhí)行國家明確的新能源發(fā)電年度保障小時數(shù)。

4.1.3 完善市場建設機制

鑒于電力市場機制不完善，平價新能源電價機制不明確，清潔能源生態(tài)價值難以體現(xiàn)等問題。建議一是持續(xù)完善市場機制，加快推進現(xiàn)貨市場和輔助服務市場建設，全面落實發(fā)用兩側(cè)分時電價政策，充分體現(xiàn)調(diào)節(jié)性電源的競爭優(yōu)勢和價值。二是統(tǒng)一明確平價新能源的電價機制，按照“覆蓋成本+合理收益”的原則制定電價機制，新能源建設、儲能配置成本及輔助服務支出全部由電力用戶承擔，電量通過配額制等方式實現(xiàn)全額消納。三是加快推進清潔能源生態(tài)價值體現(xiàn)的頂層設計，逐步統(tǒng)一可再生能源電力消納責任權重，加快完善綠證交易和消納量交易機制，出臺國家核證自愿減排量管理辦法，促進清潔能源在更大范圍內(nèi)可靠消納和生態(tài)價值合理體現(xiàn)。

4.1.4 提升行業(yè)技術水平

鑒于構(gòu)建新型電力系統(tǒng)存在的可再生能源成本較高、存儲方式途徑、電網(wǎng)體制機制等問題。建議一是全面提升可再生能源開發(fā)技術水平，水電方面要全力攻克西南區(qū)域高海拔水電建設“卡脖子”難題；新能源方面要切實加大技術研發(fā)，有效提升風光利用效率。二是持續(xù)加大儲能技術研究力度，進一步提高存、儲、供的可靠性。三是積極研究智慧電網(wǎng)建設，有效提升智慧化、數(shù)字化水平，有效保障電網(wǎng)可靠、安全、經(jīng)濟、高效運行。

4.2 結(jié)論

以瀾滄江流域梯級水電為支撐，利用梯級水電的調(diào)節(jié)性能和快速反應能力，合理配置新能源資源，推動新能源大規(guī)模、高比例、高質(zhì)量、市場化發(fā)展，可有效提高送出通道利用率。在能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型與落實“雙碳”目標的重要歷史時期，建設瀾滄江流域水風光多能互補基地，對促進新時代可再生能源規(guī)?；沙掷m(xù)健康發(fā)展，實現(xiàn)“雙碳”目標，意義重大、十分必要。