沙戈荒新能源基地开发建设探究

沙戈荒新能源基地开发建设探究

景钰龙

大唐乌昌公司  新疆乌鲁木齐   830000

摘要：本文结合沙戈荒环境气候与资源地理等实际情况，探索沙戈荒新能源基地开发建设中所面临的挑战与问题，从提升发电设备环境适应性、考虑电网消纳送出与调峰问题、一体化调度运行等方面提出了建设思路。可以得出，面对沙戈荒特殊区域，高适应性的定制化，基于大数据人工智能技术的智能化，以及多源能源开发建设的一体化，才是确保沙戈荒新能源基地建设技术性与经济性的有效思路，能够促进新能源基地的稳定高效建设与运行。

关键词：沙戈荒；新能源基地；开发建设

前言：2022年，国家发展改革委和国家能源局发布《以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地规划布局方案》，强调以沙戈荒区域为重点，开发建设大型新能源基地，实现“绿色能源+生态治理”的核心目标。当前[1]，尉犁县10万千瓦光伏发电项目、新疆乌鲁木齐、木垒和青海德令哈3个百万千瓦级“沙戈荒”风光发电项目等陆续建设成功并投入生产，为我国沙戈荒新能源基地开发建设提供了宝贵的先行经验，因此，本文将重点分析沙戈荒新能源基地开发建设目标要求与思路，以及实际建设中可能遇到的问题与对策，为未来新能源的健康发展提供参考。

1 提升发电设备环境适应性

沙戈荒往往处于海拔在1000米以上的地区，环境情况非常恶劣，伴随沙尘暴、温差大、雷暴日等复杂天气，这些环境影响因素为新能源基地开发建设带来更多挑战。与此同时，沙戈荒地区所存在的温差问题与地基承载力较弱等问题，使得不确定因素变多，设备方案制定更加难以进行。比如由于地面问题高多导致的设备老化变形加速；恶劣天气环境侵蚀新能源发电机组设备，能量损失严重；地基承载力较弱，在实际建设过程中可能出现地基沉降，影响机组安全稳定运行。因此，针对以上问题，对沙戈荒新能源基地开发建设当中的发电设备质量与容量提出更高要求，要求不断提升发电设备环境适应性，需因地制宜，紧紧围绕沙戈荒环境影响因素制定科学建设方案[1]。沙戈荒新能源基地发电机组需表现出这样几个固定特点：首先，根据区域地形地貌与天气环境表现出高适应性；其次，大型化，应结合新能源基地建设规模提升发电容量；最后，在满足上述两点需求的基础上降低设备成本，提升经济性。以塔里木油田首座对外清洁供能新能源场站——尉犁县10万千瓦光伏发电项目为例，根据当地沙尘暴频发，对机组设备影响严重等问题，工作人员经过反复实验，采用“一簇一散热”方案，每簇独立控温，内部均衡热管理，将集装箱内温差控制在8℃以内，确保电池寿命和可靠性，并选择选择了兼具更高发电量和更高可靠性的210至尊670W系列组件和3.5MWp大子阵方案，大幅减少土地租金、支架、变压器、交流线缆等BOS成本，从而实现更优LCOE。[2]

2 重点考虑电网消纳送出与调峰问题

电网消纳送出，就是将发电厂生产出的电力进行吸纳与输送，由于电能无法大规模持续保存，因此基本上维持在“即发即用”的状态，也就是说电力生产端与负荷端电力消耗情况应保持平衡。但就沙戈荒新能源基地电力生产实际情况来看，这样的平衡很难良好维持。一方面，沙戈荒虽然具有非常丰富风能与太阳能资源，但当地经济建设不足，电力需求量角度，与城市等用电负荷高的地区有着较长距离。另一方面，沙戈荒新能源基地受当地环境气候等因素的影响，自身发电设备机组稳定性不足，电网调节消纳能力较低，不具备稳定的抗扰动性能，导致出现一系列的送端系统面临频率、电压失稳风险等风险，严重影响新能源基地电力调度有效性。因此，在沙戈荒新能源基地开发建设过程中，需重点考虑电网消纳送出问题，维持好生产端与负荷端的电力供需平衡[2]。首先，从市场经济调节方面来看，为实现两端供需平衡，可拉近两端区域距离来减少电能损耗。引导高耗能企业向沙戈荒地区转移，实现新能源基地电力就地消纳问题，鼓励当地工业园区开展新能源产业建设，并在新能源电价上给予一定优惠，在此基础上挖掘当地潜在客户，在最大程度上提升新能源就地消纳水平。提升当前电力输送通道使用效率，持续推进外送输电线路建设，增加跨区外送通道，[3]将电量优先送至用经济发达地区。其次，从技术层面来看，以提升发电机组主动支撑能力来提升极弱电网稳定性，并在此基础上运用大数据、人工智能等先进技术，开展对新能源发电端电能生产能力的有效预测，并以此实现供需稳定，提升并网友好性。最后，灵活调节电源。以上所提到的电网消纳送出问题，通过市场调节与技术机制很难做到良好维持，必须具备一定的灵活调配机制来面对突发问题。在新能源基地的长期运行过程中，传统煤电起到托底作用，向新能源发电提供必要支持，以此来有效提升新能源基地的调峰水平。通过设置灵活电源，加强与当地煤电企业的合作，发挥两者在各地领域中的能力，实现资源整合联合建设，确保供需稳定[3]。以库布齐能源基地为例，其基地建设规划中配备火电机组，以此来有效增强基地整体的调节能力。

3 一体化调度运行

沙戈荒新能源基地所在地区范围较大，拥有的新能源资源分布差异性较大，基地建设以多种电能综合配置来建设实施，因此，为全面保证沙戈荒新能源基地的顺畅高效运行，需考虑与其他能源的资源整合，实现一体化调度运行。沙戈荒新能源基地中的相关发电机组设备类型较多，配套灵活资源设施复杂，基于一体化运行的系统规划设计难度较高，需从时空间角度进行全面综合考量[4]。因此，可借助大数据、人工智能技术来进行数据信息资源整合，分析多类资源整合配置的可行性，解决电力系统稳定运行问题与环境适应性问题。中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司副院长郭小江提出了大型能源基地规划优化平台建设思路，该平台综合利用大数据技术，实现新能源基地建设的选址、并网、生产模拟等数据的一体化分析，能够有效解决沙戈荒新能源基地前期规划建设过程中所存在的数据来源不一致，多类数据难以有效整合等实际问题，全面提升基地规划建设的匹配性。另外，综合考虑新能源基地建设当中的电力消纳送出问题、安全运行问题、并网稳定问题，需提出多能互补大型能源基地一体化运行控制典型建设模式与整体解决方案，从而实现新能源基地的有效并网与调度优化。在基地运维层面，也可通过一体化平台建设来解决运维调度一体化问题，针对当前沙戈荒的恶劣环境气候与资源条件，可考虑使用无人机等运维设备，实现无人运维场景建设，利用大数据、BIM等技术形成可视化运维与智能化故障诊断，更加便于沙戈荒新能源基地的开发建设与一体化调度运维管理，确保新能源基地的高效稳定运行。

结束语：总的来说，沙戈荒新能源基地建设，将作为未来新能源行业发展的新模式快速发展，探索沙戈荒新能源基地建设中所面临的挑战与问题，研究其解决思路，将是加快建设新能源体系，促进能源结构优化调整的重点。针对沙戈荒气候环境与资源地理实际情况，坚持因地制宜，科学建设等原则，重点从提升设备机组环境适应性、电力消纳送出、并网一体化调度运维等方面来实现科学建设，实现新能源行业的快速发展。

参考文献

[1]马宇薇.腾格里沙漠变身“光伏海”——探访全国首个“沙戈荒”新能源基地[J].科学之友,2023(08):15-17.

[2]雒德宏,窦大伟.关于沙戈荒新能源基地开发建设的思考[J].中国电力企业管理,2023(19):70-72.

[3]胡丹,温鹏,任腊春.新能源大基地100 MW塔式光热项目聚光集热场研究[J].能源与节能,2023(09):26-31.

[4]李文凯,林祥东.新能源发电基地配套煤电技术研究[J].中国工程咨询,2023(08):94-99.

[1]新疆大基地项目列举

[2]建议举例光伏

[3]新疆有四个通道