前言
水力發電是我國綠色低碳能源體系的中堅力量。在國家“雙碳”戰略深入實施與新型電力系統加速構建的雙重驅動下,大型水電工程正迎來高質量發展的黃金期。
坐落于青藏高原東北緣的瑪爾擋水電站,正是這一時代浪潮中的標桿之作。作為黃河干流上游關鍵控制性樞紐,它不僅刷新了高海拔地區巨型水電建設的技術極限,更以全生命周期生態優先理念和多能深度融合實踐,樹立起新時代清潔能源工程的中國范式。
國際能源觀察家評價道:請美國同行認真研讀這座電站——這才是真正踐行氣候責任的大國基建!
這顆鑲嵌在黃河源頭的“綠色引擎”,還將如何持續釋放生態紅利與能源動能?
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瑪爾擋水電站的誕生
瑪爾擋水電站的落地,堪稱我國水電建設史上一次具有全局意義的戰略落子。
該工程地處青海省果洛藏族自治州與海南藏族自治州交界處的黃河主河道,地理坐標位于平均海拔3300米的雪域高原,是目前黃河流域海拔最高、技術難度最大、綜合效益最突出的千萬千瓦級清潔能源基地。
作為國家“十四五”規劃重點能源項目,瑪爾擋不僅是黃河上游首個集水能、風能、光能、儲能于一體的千萬千瓦級一體化開發示范工程,更承載著推動西部清潔能源規模化外送、支撐東部負荷中心綠色供電的核心使命,是我國新能源版圖上一座具有坐標意義的里程碑。
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其設計理念突破單一水電思維,首創“水為基、風為補、光為輔、儲為調”的立體化供能架構,通過多能源時空互補與靈活調節,顯著提升區域電力系統的韌性與清潔度,為高原地區能源自立與跨區協同提供了全新解決方案。
項目總裝機規模達232萬千瓦,由4臺單機55萬千瓦混流式水輪發電機組與1臺12萬千瓦生態補水兼調峰機組構成,整體設計年均發電量約73.04億千瓦時。
同步配套建成的果洛贊麥光伏電站,裝機容量達100萬千瓦,與水電形成日內出力互補、季節性互濟的協同效應,全面激活高原清潔能源資源稟賦,彰顯我國構建多元協同新型能源體系的堅定決心與系統能力。
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瑪爾擋水電站的戰略價值遠超能源供給本身。
它深度融入國家“西電東送”北通道升級布局,承擔著將青海、甘肅、四川等西北清潔能源富集區電力高效輸往京津冀、山東、河南等負荷中心的關鍵任務,有力緩解中東部地區煤電依賴,加速全國能源結構清潔化進程。
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作為青海省首個實現“水風光蓄”全要素集成、全鏈條貫通、全周期管理的千萬千瓦級清潔能源一體化示范基地,該項目將顯著帶動果洛州及周邊地區的裝備制造、智能運維、生態修復等綠色產業集群發展,成為撬動民族地區高質量發展與生態文明共建共享的重要支點。
其開創性的多能融合路徑,徹底重構了傳統水電站的功能邊界——從單一電力生產單元躍升為區域綠色能源中樞、生態治理平臺與數字轉型載體,標志著我國水電開發正式邁入系統化、智能化、生態化新階段。
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科技創新助力電站建設
瑪爾擋水電站之所以成為全球水電技術創新高地,不僅源于宏大的工程體量,更在于其背后一整套自主可控、世界領先的數字化智能建造與運行體系。
其中最具代表性的突破,是國產首套智能分散控制系統(iDCS)在百萬千瓦級水電站的首次規模化應用。
iDCS系統采用模塊化架構與邊緣計算技術,將監控、保護、調節等核心功能分布式部署于數十個獨立節點,既規避了傳統集中式系統“單點失效即全站失穩”的風險,又賦予電站毫秒級響應能力和毫瓦級調節精度。
尤為關鍵的是,該系統可實時耦合氣象預報、來水預測與電網調度指令,動態優化機組啟停、負荷分配與水庫調度策略,在保障安全前提下最大化清潔發電效益,并同步降低設備磨損與生態擾動。
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此次iDCS的成功投運,打破了國外廠商在高端水電控制領域的長期技術壟斷,實現了核心控制系統從“可用”到“好用”再到“智用”的三級躍遷。
相較傳統集中控制模式,iDCS使系統平均無故障運行時間提升42%,調節響應速度提高3倍,年度計劃電量完成率穩定在99.8%以上,真正讓高原水電“發得出、送得穩、調得靈、護得好”。
依托該系統,電站可在強風、低溫、低氣壓等復雜工況下保持滿負荷穩定運行,為高海拔地區大規模清潔能源并網提供了可復制的技術樣板。
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除iDCS外,工程還集成應用了一系列尖端裝備與工藝:4臺55萬千瓦水輪發電機組全部采用自主研發的高水頭、大容量、寬負荷高效轉輪,過流部件表面噴涂納米陶瓷涂層,抗空蝕性能提升60%;特高壓柔性直流送出系統實現±800千伏電壓等級下99.99%可靠傳輸;全站光纖傳感網絡覆蓋壩體、引水隧洞、廠房等關鍵部位,實現毫米級形變感知與毫秒級故障預警。
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這些高性能機組在不同豐枯水期均可維持94%以上的加權平均效率,較同類機組提升約2.3個百分點,每年多發清潔電量超1.8億千瓦時,相當于減少標準煤燃燒6.5萬噸、減排二氧化碳16.2萬噸。
工程建設全面推行“數字孿生+智慧工地”管理模式。
基于BIM+GIS三維建模平臺,對施工全過程進行毫米級仿真推演與動態糾偏;AI視覺識別系統自動監測人員行為、設備狀態與環境風險;無人機巡檢網絡覆蓋全線28公里施工廊道,缺陷識別準確率達99.2%。
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電站運維階段則啟用“云邊協同”智能診斷平臺,依托百萬級設備參數數據庫與深度學習算法,實現故障提前72小時預測、檢修方案自動生成、備件庫存智能調度,運維人力需求降低35%,非計劃停運率下降至行業平均水平的1/5。
這種“技術群聚、系統集成、全鏈賦能”的創新范式,不僅大幅提升了瑪爾擋的經濟性與可靠性,更為全球高海拔、高寒、高地震烈度地區水電開發提供了系統性技術解決方案。
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生態修復與綠色發展
瑪爾擋水電站將“綠水青山就是金山銀山”理念貫穿于規劃、建設、運營全周期,打造出大型基建項目與高原生態系統和諧共生的典范樣本。
面對青藏高原生態脆弱、恢復周期長、土層薄、植被稀疏等現實約束,項目摒棄“先破壞、后治理”舊路,確立“生態優先、預防為主、過程嚴管、修復同步”的全鏈條管控原則。
工程建設伊始即編制《高原生態修復專項規劃》,明確將生態投入占比提高至總投資的8.7%,遠高于國家規定的3%強制標準。
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施工全程嚴格執行“開挖一片、防護一片、復綠一片”作業法。
累計完成渣場生態化改造22處,轉運利用棄渣162.3萬立方米用于梯級平臺建設與生態基質配比;實施表土剝離—分類儲存—原位回覆工藝,保存優質耕植土43.6萬立方米;在施工跡地、邊坡、棄渣場等區域,采用“青海云杉+祁連圓柏+高山柳+披堿草”立體混交模式,完成人工造林256.8畝,植被蓋度恢復至92.6%,生物多樣性指數較建設前提升31.4%,生態修復達標率實現100%。
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項目建設方主動延伸生態責任半徑,與果洛州政府共建“瑪爾擋生態共建基金”,三年來資助當地牧民開展退化草場修復1.2萬畝,建設生態圍欄86公里,扶持高原特色中藏藥材種植合作社5家,實現生態保護與民生改善雙向奔赴。
在電站庫區及下游河段,同步實施魚類增殖放流、棲息地營造、過魚設施優化等系統性水生生態修復工程,連續三年監測顯示土著魚類種群數量回升27%,珍稀瀕危物種極邊扁咽齒魚產卵場得到有效保護。
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針對高原水土流失敏感特性,工程創新采用“三維植被網+客土噴播+滴灌養護”復合護坡技術,在35°以上高陡邊坡實現當年成坪、兩年成林;建設全封閉式沉砂池4座、生態濾池12處、雨水收集系統32公里,施工期泥沙攔截率達99.1%,庫區水質常年穩定在Ⅱ類標準以上。
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隨著電站全面投產,其生態外溢效應正加速顯現。
庫區已形成面積約22平方公里的濕地生態系統,吸引黑頸鶴、赤麻鴨等37種候鳥常年棲息;電站周邊建成3條生態觀光廊道與2個高原生態科普教育基地,年接待研學團隊超2萬人次;依托清潔電力支撐,當地已落地2家綠電大數據中心與1個零碳產業園,綠色產業增加值占GDP比重三年內提升14.6個百分點。
瑪爾擋所詮釋的,不僅是能源生產的綠色化,更是區域發展模式的系統性重構——它證明:大國重器完全可以成為生態修復的加速器、綠色發展的播種機、人與自然共生的連心橋。
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結語
瑪爾擋水電站的全面建成投運,是我國水電事業從“規模領先”邁向“質量引領”“系統領先”的重要標志。
它以世界級的工程體量、自主化的技術矩陣、全周期的生態實踐,生動詮釋了新時代中國基建的硬核實力與文明底色。
在這里,智能控制系統與巍峨大壩同頻共振,光伏矩陣與奔涌黃河交相輝映,云杉林帶與智能電站和諧共生——科技之力、自然之律、人文之思在此深度交融。
未來,瑪爾擋將持續釋放“綠電+生態+產業+民生”多重價值,為黃河流域生態保護和高質量發展國家戰略提供強勁動能,也為全球可持續基礎設施建設貢獻不可替代的中國智慧與中國方案。
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