探访全球最大水光互补电站—柯拉光伏电站

柯拉光伏电站全景。

(相关资料图)

柯拉建设者检查光伏支架安装情况。

柯拉建设者正在测量桩基水平度。

运送光伏组件与支架的拖挂车。

柯拉光伏电站效果图。 雅砻江流域水电开发有限公司供图

人间四月天，川西高原气温也逐渐回暖。

四川省甘孜藏族自治州雅江县柯拉乡，海拔4600米的扎拉托桑山上，雅砻江流域水电开发有限公司两河口水电站水光互补一期项目——柯拉光伏电站施工现场，车辆穿梭，机器轰鸣，一派繁忙景象。忙碌的建设者们正延续着在高寒超高海拔地区冬季大规模施工的“奇迹”，争分夺秒向今年全容量并网发电目标发起最后冲刺。

柯拉光伏电站是全球最大的水光互补项目，也是全球水光互补项目规模首次提升到百万千瓦级。其建成后接入两河口水电站，水光互补、“打捆”输出稳定电力，将成为世界清洁可再生能源大规模集中开发的新样板。

在海拔4600米的高原上“追光”，面临怎样的挑战？这座世界上海拔最高、规模最大的水光互补电站，又有哪些“魔法”？让我们走进正在建设中的柯拉光伏电站一探究竟。

创造高寒超高海拔地区大规模施工先例

在“冻豆腐”上打下50多万根基础桩

山间，通往施工现场的路弯弯曲曲，有“二十七道拐”。一辆辆拖挂车排成长龙，将光伏组件与支架运上山顶。山上，数十台打桩机开足马力，轰鸣着将一根根基础桩打入地下。

作为我国九大清洁能源基地之一的雅砻江流域清洁能源基地“十四五”时期首个开工建设的水光互补电站，柯拉光伏电站于2022年7月8日正式开工建设，计划在今年用电高峰期前按时投产并网发电。

建设期不足一年，本就工期紧。目前剩余工期只有40来天，电站建设进展如何？

“现在处于最后攻坚阶段。”柯拉光伏项目部党支部书记、经理杨志伟向记者介绍，“包括管理、技术、施工等人员在内，奋战在电站场址的建设者共有6000多名。目前，光伏支架基础桩已打下52万根，完成进度约98%；光伏支架已安装6.8万组，完成85%；光伏组件已组装148.4万块，其容量可达70万千瓦，完成70%。现在正抓紧安装电气设备。”

在简单的数字背后，建设者们克服了常人难以想象的困难。

4月13日，柯拉光伏项目部技术员郑世伟与同事一起，对光伏支架基础桩的安装质量进行例行检查。这些基础桩看着不起眼，单根最大承重却超过7吨，是光伏板的“脊梁”。基础桩打好，上面就可以安装支架，然后组装光伏板。

根据项目规划，整个电站需打下基础桩53万根，覆盖面积将达1600万平方米，相当于2000个标准足球场连在一起。高效高质量完成工程量如此庞大的打桩任务，正是建设者们遇到的挑战之一，其中藏着一个又一个难题。

柯拉光伏电站项目地处川西高原海拔4000米至4600米的区域，其高处比拉萨还高近1000米。

超高海拔带来的，是比平原地区低50%的氧气含量、高90%的紫外线辐射。在这里，人员和机械都降效严重。本来几分钟就能完成的工作，在冬季的柯拉至少要半个小时。

超高海拔还带来高寒。这里风力强、降雪多、昼夜温差大。“日常风力5至8级，极端时会达到12至14级。冬季温差约30摄氏度，春季约20摄氏度。”杨志伟介绍，复杂多变的天气，意味着光伏支架要承受多种复杂载荷，这对施工质量及连接部件的强度都有很高要求。

由于昼夜温差大，土壤反复冻融，这里的土层如“冻豆腐”一般，下面还有坚硬的岩石、杂乱的碎石。地质复杂，打桩施工难度成倍增加。

项目部原来设计的是打“静压桩”，但研究地质后发现不可行。杨志伟介绍：“我们因地制宜创新研发出‘先引孔、再静压、后回填’工法，有时还在‘回填’后再加一道‘静压’，将原本疏松的‘冻豆腐’夯实、稳固。”

面对冬季高寒挑战，项目部工作人员刘强国在施工现场日夜蹲守、反复实验，研究出“添衣服、盖被子”的方法，指导施工人员给浇筑的混凝土保温，以避免巨大温差导致结构松散、强度不足等问题。此外，施工人员还通过热水拌和，加速凝剂、抗冻剂等方式，提高混凝土入仓温度、凝结时间及抗冻性，确保混凝土施工质量。

为减少冰雪低温天气对施工的影响，柯拉光伏电站为光伏工程和送出工程的机械设备、升压站、塔基等均采取了保温措施，盖上了棉被、工业电热毯。运用各种方法攻坚克难，柯拉光伏电站在刚刚过去的冬季也没有停工，创造了大型光伏项目在高寒超高海拔地区冬季连续大规模施工的先例。

装机规模在全球首次提升到百万千瓦级

扩展后相当于再造一个两河口水电站

站在山顶远眺，施工人员精心组装完的光伏板鳞次栉比，顺着山坡绵延起伏，向远方铺展开去。

柯拉光伏电站由212万块光伏组件、5000多台逆变器、300多台箱式变电站组成，光伏装机规模达100万千瓦，首次将全球水光互补电站规模提升到百万千瓦级。

世界范围内，大规模的水光互补电站不多。目前已建成的最大水光互补电站，是位于我国青海省的龙羊峡水光互补光伏电站，光伏装机为85万千瓦。

柯拉光伏电站年均发电量为20亿度，建成后将接入总装机规模为300万千瓦的两河口水电站。后续柯拉光伏电站将继续扩展，有望达300万千瓦以上。届时，扩展后的它，相当于再造了一个“两河口”。

什么是水光互补，有什么优势？

“光伏发电具有不稳定性、波动性、间歇性。”杨志伟介绍，光伏电站只能在白天发电，阳光充足时发电多，阴天发电少。光伏发电的不稳定不利于电网调节，给电网安全带来一定影响。为了让它“稳定”下来，水光互补是很好的方案。有了水电的调节，就能让安全的电送到千家万户。

柯拉光伏电站发出的电并不会直接接入电网，而是通过一条50公里长的线路，接入两河口水电站，和水电站发出的电“捆绑”在一起，再接入电网。

这样，就可以通过调度系统实现短期的日调节——白天，光伏多发，水电少发；晚上，光伏不发，水电多发。还可以实现中长期的季调节、年调节——枯水期，光伏多发，水电少发；丰水期，光伏少发，水电多发。

在雅砻江流域，水能资源丰富，风能、太阳能资源同样具备巨大储量，而且具有良好的水风光互补条件。水风光组团“出道”，未来雅砻江流域清洁能源基地全部建成后，总规模将超过1亿千瓦，其中风电、光伏发电超6000万千瓦、抽水蓄能发电超1000万千瓦，将成为世界规模最大的绿色清洁可再生能源基地，为保障国家能源安全、助力实现“双碳”目标贡献坚实力量。

柯拉光伏电站用到的35千伏直流电缆长达1万多公里，连接这些电缆，需要精益求精。

“为保证施工人员的连接操作标准化、规范化、精细化，雅砻江流域水电开发有限公司派出技术人员，来到柯拉光伏电站项目现场进行培训、指导。”杨志伟说。

在柯拉光伏电站项目施工现场，经常能看到一组组人员巡回检查，四处挑毛病。这是项目部组建的“挑刺队”，由二三十名技术人员组成。他们还建立“日纠偏会”制度，对每天发现的问题进行梳理、研究、分析，及时提出解决办法，保障安全、高效施工。

“随着工程推进，柯拉光伏电站项目进入‘建管结合期’。安全与质量，是我们最关注的。”杨志伟说，“虽然进度非常紧张，但越紧张越要谨慎，加强管理，关注每个风险点，不能出任何差错。”

在追求安全、优质、高效、创新的路上，柯拉光伏电站项目的“党员先锋队”起到了模范带头作用。研究出混凝土保温措施的刘强国，就是“党员先锋队”队员之一。

雅砻江流域水电开发有限公司董事长祁宁春表示，将着力构建光伏项目建设全过程、全方位管理体系，把柯拉光伏电站建设成为绿色低碳、安全高效的“标杆工程”。

全息复刻、数字孪生、“牧光”互补

打造全球领先的“数智化”光伏电站

装机规模大、占地面积广，地处高寒超高海拔地区，自然环境恶劣……对投资超53亿元的柯拉光伏电站而言，这些特点决定了它如果采用传统光伏电站运维模式，是难以满足正常发展需求的。

那么，如何提高电站建设和运维管理效率？

柯拉光伏电站借助智能化、数字化手段，对运维模式进行优化，打造全球领先的水光一体“数智化”光伏电站。雅砻江流域水电开发有限公司有关负责人介绍：“通过建立运维一体化平台，利用大数据、人工智能系统进行设备故障智能诊断、分析，并创造性地将场站安全预警、设备检修策略等融为一体，实现光伏电站全业务的智能融合，打造高海拔地区水光一体化的智能光伏电站标杆。”

“数智化”的柯拉光伏电站都有哪些“黑科技”？

有能随着太阳转动的智能支架。柯拉光伏电站运用“平单轴支架”，实行“智能跟踪闭环控制”，融合AI技术，能主动分析识别每天最佳“追光”角度，提升发电效益。

有能精准“把脉”的智能诊断与红外感知技术。通过大数据学习、AI算法，可自动识别组件遮挡、隐裂等故障，结合感知图像分析，输出诊断报告，辅助电站运维。统一运维管理平台则通过电站智能数据采集、故障告警、智能巡检等，进行远程监视和智能化管理。

有能提高运维效率的红外无人机巡检。无人机现场巡检，可及时发现、精准定位故障和隐患，进行智能检测，并有针对性地消缺。

还有能提供安全预警的视频监控+AI分析技术。而最引人注目的，是全息复刻打造数字孪生光伏电站。

雅砻江流域水电开发有限公司联合国家遥感应用工程技术研究中心与中国科学院地理科学与资源研究所，多维度构建柯拉光伏建设数字孪生平台，实现高精度、真三维、全实景的柯拉光伏电站的动态、全息复刻，辅助电站建设从规划设计、工程建设到运维管理，实现全生命周期智能化管理。

专家分析，在高原引入数字孪生技术来辅助施工，不仅能提高建设效率、保证工期、保障安全、提升效益，还有助于提高环境友好度。智能化建设能为电站长期安全稳定运行提供技术支撑和安全保障，其经验将为我国高海拔清洁能源项目建设提供借鉴。

柯拉光伏电站的光伏板，距地面高度最低为1.8米，人在板下可自如穿行。这样的高度，既能满足植被生长需要，又能保障牛羊放牧空间，实现“牧光”互补。

柯拉光伏电站项目所在区域，是经济欠发达的民族地区。雅砻江流域水电开发有限公司有关负责人介绍，柯拉光伏电站建设期间，将为当地缴纳税费预计6亿元，投产后每年还将贡献税费超过1.5亿元。为进一步助推民族地区乡村振兴，柯拉光伏电站项目建设将通过“光伏+特色产业”“光伏+基础设施提升”“光伏+就业”等一系列措施，带动民族地区农牧、旅游、交通等产业发展，产生“光伏+N”的效益。

在海拔4600米的高原上“追光”，带来更多光明。

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