2023年全国科普日活动主题为“提升全民科学素质，助力科技自力自强”，于9月17日-23日在全国各地集中开展。9月20日，在青海省科学技术协会指导下，由青海省水力发电工程学会、黄河上游水电开发有限责任公司联合举办的“水光互补开启新能源发展新天地”线上展播科普宣传视频成功发布。

青海水电学会利用自身优质科普资源、全国科普教育基地—龙羊峡水光互补光伏电站，组织科技工作者精心制作“水光互补开启新能源发展新天地”科普小视频，通过通俗易懂又生动有趣的语言将水光互补专业知识进行线上科普宣讲，让公众深刻感知前沿科技的魅力及科学新成果，传授科技知识、培养科学素养、传播科学文化，进一步发挥科普价值的引领作用，努力在全社会形成普及科学知识、树立科学思想、倡导科学方法、弘扬科学精神的良好局面，使尊重创造、崇尚科学的理念深入人心。

水光互补光伏电站的建成，一是加快实现电力清洁化、能源电力化、能源绿色高效发展，对加快实现能源绿色低碳转型具有重要意义；二是助力青藏高原生态屏障建设，光伏发电具有遮阴、降低风速、减少水分蒸发的作用，有利于生态修复；三是推动社会能源使用向电力化转变是实现“双碳”目标的重要内容和努力方向。

1 何为**“水光互补”****？**

“水”即水电站，“光”即光伏电站。水光互补，就是水电站和光伏电站强强联手，相辅相成共同组成安全稳定的绿色能源供应体系。

那么问题来了，水光互补有什么好处？它们又是如何进行互补的？

水电可以弥补光伏发电的不稳定性。光伏电站只能在白天发电，晚上完全没电；同时很容易受到气候影响，比如阴天、下雪、沙尘暴等天气，都会导致光伏发电出现波动性。因为这些原因，光伏电站发电的波动会比较大，发电曲线呈锯齿状，直接并入电网可能会导致电压不稳定。这会有什么后果呢？我们小时候应该都看到过电灯忽明忽暗的样子，那就是电压不稳定导致的。水光互补就可以很好地帮助消除这些锯齿状的波动，原理在于，光伏电站发出的电并不直接接入电网，而是通过线路接入水电站，和水电站发出的电“捆绑”在一起，再接入电网。

2 “水光互补”过程是如何调节的呢？

以龙羊峡水光互补光伏电站为例，发电站总装机容量2130兆瓦，其中，光伏装机容量850兆瓦，位于黄河上游的大型梯级电站——龙羊峡水电站装机容量1280兆瓦，是调节性能优良的多年水库。龙羊峡850兆瓦光伏电站可视为一个“虚拟水电机组”，接入龙羊峡水电站，通过水轮机组的快速调节，将原本间歇、波动、随机的功率不稳定的锯齿型光伏电源，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。这个过程不但使送出功率更加平稳，还提高了电网送出线路的利用率和经济性。

这一技术填补了国内大规模水光互补关键技术的空白，推动了国际大规模水光互补技术的发展。

光电助力水电提高整体水域的调峰能力。光电得到了水电的容量支持，水电则得到了光电的电量支持。水电由于其灵活性，常参与负荷调峰。“水光互补”模式下，在光伏发电充足的时候，水电可以少放水少发电。这时可将水储存在水库中，等到用电高峰期，再将这些额外储存的水放出发电，以满足高峰期的用电需求，我们把这个过程称为“调峰”。水电这额外的调峰能力，就是得益于光电的助力。

两种调节模式，一种是短期的日调节——晴天，光伏多发，水电少发；阴天，光伏少发，水电多发；晚上，光伏不发，水电多发。

3 水光互补电站带来了哪些好处？

近年来，黄河水电公司推广的“光伏+生态治理+生态牧业”龙羊峡水光互补光伏电站，光伏子阵内平均风速降低41.2%、20厘米深度土壤增湿32%，并实现了板上发电、板下牧羊。电站年均发电量14.94亿千瓦时，相当于节约标准煤46.46万吨、减少二氧化碳排放约122.66万吨、二氧化硫3944.16吨，生态环保效益显著。

通过“水光互补”，龙羊峡水电站送出线路年利用小时数由原来的4621小时提高到6007小时。在持续向外输送“绿电”的同时，光伏电站的“蓝板板”，也为塔拉滩带来了“绿化”效果。同时，企业与当地政府和牧民合作，在篮板板下建起了“光伏牧场”，养起了“光伏羊”。蓝板板下的青草成了羊饲料，羊则成了园区里的“除草工”，避免了杂草长得过高影响光伏板发电。

2022年6月26日，“龙羊峡水光互补电站”正式获得吉尼斯世界纪录认证，成为全球最大装机容量的水光互补发电站。

最后，穿上光伏“绿色外衣”的龙羊峡水光互补光伏电站，在助力生态文明建设、履行社会责任的同时，也为青海新能源的快速发展打开了一片新的天地。“水光互补”的成功，开始了新能源二次加速。水电加上了光伏的“助推器”，光伏加上了水电的“翅膀”。

本科普小视频展示了科普知识与生态保护的紧密联系，碳减排不仅是政府、企业的责任，也跟我们每个人息息相关，倡议绿色低碳从我做起。

在这个收获的季节，让我们一起“走近”科学，共同营造讲科学、爱科学、学科学、用科学的浓厚氛围。

来源: 青海省水力发电工程学会