利用光伏電源緩解藏中電網缺電問題研究

摘要：藏中電網是西藏自治區的骨干電網，承擔著西藏核心區域的供電任務。隨著西藏經濟社會的發展，對電力供應的數量和質量的需要逐年增加。因地理條件的限制，開發新電源的任務困難而緊急。西藏地區豐富的太陽能資源具有就地取材的現實意義和長期開發的價值，不僅開發了新的電源，而且能夠極大地保護西藏脆弱的生態環境。

關鍵詞：藏中電網；缺電問題；光伏電源；骨干電網；電力供應 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM615 文章編號：1009-2374（2016）07-0013-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.07.007

1 西藏自治區藏中電網現狀

西藏自治區土地面積122.84平方公里，近占中國國土面積的1/8，2014年末總人口323.36萬人。有3個地級市和4個地區，分別為拉薩市、林芝市、日喀則市、山南地區、昌都地區、那曲地區、阿里地區。目前西藏電網形成了西藏中部電網（拉薩、日喀則、山南、那曲、林芝）、昌都電網、阿里電網“一大二小”的網絡格局。其中藏中電網覆蓋拉薩、日喀則、山南、那曲和林芝等地區，是西藏電網的主要負荷中心；昌都、阿里為孤立電網。目前，藏中電網通過一回±400kV直流線路與西北電網相連，聯網通道兩段落點分別位于青海格爾木換流站和西藏朗塘換流站。近年來，藏中電網結構得到進一步加強和優化，主網架正逐步向220kV電壓等級過渡，總體運行狀況良好，但仍存在以下問題：

1.1 電源方式單一

西藏電網電源裝機主要以水電為主，電源結構相對單一。西藏地區受地理位置、氣候環境的影響，最大負荷出現在冬季枯水期，直接影響了對用戶的供電。同時西藏自然環境薄弱，生態自我恢復能力差，西藏政府拒絕批復火力發電等帶有污染性的項目。

1.2 電源建設遲滯

西藏地處偏遠，可供選擇的電源點裝機規模小，建設難度大，建設進度滯后。阿里電網的電源僅有阿里熱電聯產項目和阿青水電站，其建設進度遠不能滿足當地負荷發展需要。

1.3 電網覆蓋面小，部分地區電壓等級低，結構薄弱

2014年西藏供電面積3935.55平方公里，供電人口211.67萬人，全社會用電量33.98億千瓦時。10kV線路大部分分散在縣級供電區，用戶多為農、牧民，用電性質多為生活用電。在阿里地區，僅形成了以獅泉河35kV變電站為中心的輻射型網架結構，用電人口不足地區人口的20%。電網規模小、網架結構薄弱、供電質量較差，經常出現拉閘限電的情況。

1.4 經濟發展對電量的需求逐年增大

1.4.1 礦產開發與加工的影響。西藏有著較為豐富的礦產資源，隨著運輸條件的改變，西藏礦產開采和加工均成為可能。礦產業的電力需求量將呈現超常規增長，并成為電力消費的大戶?！笆濉逼陂g，將有巨龍銅礦（最終最大負荷420MW）、玉龍銅礦（最終最大負荷約112MW）等一大批企業投產。

1.4.2 鐵路通車對電力需求的影響。目前青藏鐵路和拉薩至日喀則鐵路均已通車，拉薩至林芝電氣化鐵路計劃2020年左右通車，初期最大負荷約為120MW，2030年最大負荷達290MW。鐵路通車后，西藏將形成新一輪建設高潮，這將對電力需求產生重大影響。

長期以來，西藏尤其是藏中地區電源嚴重缺乏，限制了電力負荷的增長。因此，必須加快開發新的電源，西藏長期缺電的局面才會得到改善。

2 西藏可利用能源的特點及解決方案

2.1 風力資源

西藏風能資源豐富，境內有兩條主風帶。一條位于藏北高原地區，大致沿那曲～阿里公路一線；另一條在喜馬拉雅山脈與崗底斯山脈之間的山谷地帶東段。初步測算年風能儲量930億千瓦時，居全國第七位。

優勢：沒有公害，取之不盡，用之不竭。

劣勢：（1）風速變化和風機固有特性均會使風電場的輸出功率波動，會引起電壓波動、畸變率和電壓閃變；（2）電網電壓波動引起的風力發電機端電壓降落很容易導致切機，反復切機將會縮短風機壽命。

2.2 水力資源

西藏的水能資源理論蘊藏量為2.01億千瓦，居全國第一位，特別是雅魯藏布江的峽谷地形很多適合建筑水壩，攔洪蓄水。

優勢：水資源豐富，取之不盡，用之不竭，不污染環境。

劣勢：（1）西藏高寒缺氧，環境惡劣，施工難度大；（2）建設周期長，費用巨大。

2.3 地熱資源

西藏是中國地熱活動最強烈的地區，地熱蘊藏量居中國首位，全區共有地熱700多處。

優勢：地熱發電不消耗燃料，運行成本較低。

劣勢：（1）地熱發電的熱效率很低；（2）地下熱水和蒸汽中大都含有硫化氫、氨、砷等有害物質，會污染環境。

2.4 太陽能資源

青藏高原由于海拔高，透明度好，晴天多，大氣對太陽輻射削弱作用小，成為我國太陽輻射能最豐富的地區。全年平均日照時數為3300～3600小時。

優勢：西藏的太陽能資源居全國首位，全區大部分地區太陽能輻射年均達6000～8000兆焦耳/平方米，超過同緯度平原地區一倍左右。

劣勢：（1）光伏并網發電系統的直流電經逆變后轉換為交流電并入電網時，會產生諧波；（2）太陽能戶用電源主要分布于交通不便的偏遠地區，相關服務與維修得不到有效保障。

2.5 對策及解決方案

從西藏自治區氣象局發布的《西藏自治區太陽能資源區劃》中，該報告采用西藏38個氣象站點1980～2014年近34年逐月日照百分率資料。阿里地區、日喀則市日照百分率在70%以上。那曲地區、拉薩市、山南地區日照百分率為61%～70%。這充分說明了西藏廣大地區有著豐富的太陽能資源。

從其特殊的自然條件來看，太陽能是西藏新能源利用最理想、最有效和最直接的途徑，也是實現西藏能源利用結構調整的有力推手。同時太陽能具有安全可靠、無噪聲、無污染、制約少、故障率低、維護簡便等優點，在西藏廣袤嚴寒、地形多樣和居住分散的現實條件下，有著非常獨特的作用。

因此，發展以太陽能為代表的綠色、低碳、節能的新能源利用模式是西藏必然的選擇。

3 西藏光伏發電的現狀

截至2014年年底，西藏電網已經投產的并網光伏電站合計195MWp，其分布及接入電網方案如下：

3.1 山南地區60MWp并網光伏電站

中電投山南20MWp、中廣核山南20MWp、保利協鑫10MWp、尚德10MWp光伏電站。四座光伏電站分別以1回35kV線路接入赤康110kV變電站；赤康110kV變電站則開斷接入澤當～墨竹工卡110kV線路。

3.2 拉薩地區羊八井一期20MWp、二期25MWp光伏電站

羊八井一期光伏電站，以1回35kV線路接入羊八井110kV變電站；羊八井二期光伏電站，以1回110kV線路接入羊八井110kV變電站。

3.3 日喀則地區55MWp光伏電站

力諾日喀則一期20MWp、國策20MWp、龍源吉定15MWp光伏電站。其中龍源吉定光伏電站以1回35kV線路接入110kV吉定變；國策光伏電站以1回35kV線路接入力諾光伏電站；力諾光伏電站以1回35kV線路接入35kV城區變。

3.4 阿里35MWp光伏電站

阿里光伏電站總裝機容量為35MWp。截至2014年底，已投產并網發電10MWp。最終以兩回35kV線路接入獅泉河35kV變電站。

4 西藏光伏發電的常用方案

根據《西藏自治區“十三五”主電網規劃報告》，西藏計劃新建電源容量為1093MW，其中光伏電站943MWp、光熱電站50MW、風電場100MW。2014年底投產的西藏山南瓊結縣下水鄉孜拉光伏并網發電工程，在工程選址、氣候條件、施工標準等方面極具代表性。在此將以該工程為例，展開敘述。

4.1 工程基本情況

該工程位于西藏自治區山南地區瓊結縣下水鄉，光伏電站地面高程在3750m左右。規劃建設規模為20MWp，本期建設規模為10MWp，建設用地約42.32公頃。本期場地呈矩形布置，短邊長約468m，長邊長約910m。

4.2 光伏電站電氣連接概況

光伏電站以1MW為一個光伏方陣發電單元，每個獨立1MW發電單元由4160塊光伏電池組件（240W）組成，并設16個匯流箱；每個匯流箱可連接6/14個支路，其中每個支路又由10個電池組件（240W）串聯而成。每個1MW單元有208個支路。每個單元經匯流箱匯集后由逆變器整流逆變后輸出270V三相交流電，再通過一臺1000kVA變壓器升壓后與站內10kV集電線路相連。

4.3 光伏電站在藏中電網中的作用

本光伏電站建成后，可為電網提供一定的電量，可降低藏中電網火電的利用小時數及青藏直流送入的電量。同時光伏電站也可與羊湖抽水蓄能電站及當地的沃卡一級電站等調節性能較好的水電站配合運行，充分利用其水庫庫容進行蓄水，從而優化水電站的出力特性。

5 結語

隨著全球氣候變暖和能源的緊缺，太陽能的利用已經進入全球共同行動計劃之中，讓西藏豐富的太陽能資源得到充分的利用，造福西藏，使社會及人類進入一個節約能源減少污染的時代，這是西藏新能源從業者奮斗的目標，也是我們工作不竭的動力源泉，更是我們不懈的幸福追求。

作者簡介：王志偉（1983-），男，國網寧夏電力公司銀川供電公司技師，工程師，碩士。

（責任編輯：黃銀芳）