前言

水力發(fā)電是我國(guó)綠色低碳能源體系的中堅(jiān)力量。在國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略深入實(shí)施與新型電力系統(tǒng)加速構(gòu)建的雙重驅(qū)動(dòng)下，大型水電工程正迎來高質(zhì)量發(fā)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(shí)代浪潮中的標(biāo)桿之作。作為黃河干流上游關(guān)鍵控制性樞紐，它不僅刷新了高海拔地區(qū)巨型水電建設(shè)的技術(shù)極限，更以全生命周期生態(tài)優(yōu)先理念和多能深度融合實(shí)踐，樹立起新時(shí)代清潔能源工程的中國(guó)范式。

國(guó)際能源觀察家評(píng)價(jià)道：請(qǐng)美國(guó)同行認(rèn)真研讀這座電站——這才是真正踐行氣候責(zé)任的大國(guó)基建！

這顆鑲嵌在黃河源頭的“綠色引擎”，還將如何持續(xù)釋放生態(tài)紅利與能源動(dòng)能？

瑪爾擋水電站的誕生

瑪爾擋水電站的落地，堪稱我國(guó)水電建設(shè)史上一次具有全局意義的戰(zhàn)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(biāo)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(shù)難度最大、綜合效益最突出的千萬千瓦級(jí)清潔能源基地。

作為國(guó)家“十四五”規(guī)劃重點(diǎn)能源項(xiàng)目，瑪爾擋不僅是黃河上游首個(gè)集水能、風(fēng)能、光能、儲(chǔ)能于一體的千萬千瓦級(jí)一體化開發(fā)示范工程，更承載著推動(dòng)西部清潔能源規(guī)?；馑?、支撐東部負(fù)荷中心綠色供電的核心使命，是我國(guó)新能源版圖上一座具有坐標(biāo)意義的里程碑。

其設(shè)計(jì)理念突破單一水電思維，首創(chuàng)“水為基、風(fēng)為補(bǔ)、光為輔、儲(chǔ)為調(diào)”的立體化供能架構(gòu)，通過多能源時(shí)空互補(bǔ)與靈活調(diào)節(jié)，顯著提升區(qū)域電力系統(tǒng)的韌性與清潔度，為高原地區(qū)能源自立與跨區(qū)協(xié)同提供了全新解決方案。

項(xiàng)目總裝機(jī)規(guī)模達(dá)232萬千瓦，由4臺(tái)單機(jī)55萬千瓦混流式水輪發(fā)電機(jī)組與1臺(tái)12萬千瓦生態(tài)補(bǔ)水兼調(diào)峰機(jī)組構(gòu)成，整體設(shè)計(jì)年均發(fā)電量約73.04億千瓦時(shí)。

同步配套建成的果洛贊麥光伏電站，裝機(jī)容量達(dá)100萬千瓦，與水電形成日內(nèi)出力互補(bǔ)、季節(jié)性互濟(jì)的協(xié)同效應(yīng)，全面激活高原清潔能源資源稟賦，彰顯我國(guó)構(gòu)建多元協(xié)同新型能源體系的堅(jiān)定決心與系統(tǒng)能力。

瑪爾擋水電站的戰(zhàn)略價(jià)值遠(yuǎn)超能源供給本身。

它深度融入國(guó)家“西電東送”北通道升級(jí)布局，承擔(dān)著將青海、甘肅、四川等西北清潔能源富集區(qū)電力高效輸往京津冀、山東、河南等負(fù)荷中心的關(guān)鍵任務(wù)，有力緩解中東部地區(qū)煤電依賴，加速全國(guó)能源結(jié)構(gòu)清潔化進(jìn)程。

作為青海省首個(gè)實(shí)現(xiàn)“水風(fēng)光蓄”全要素集成、全鏈條貫通、全周期管理的千萬千瓦級(jí)清潔能源一體化示范基地，該項(xiàng)目將顯著帶動(dòng)果洛州及周邊地區(qū)的裝備制造、智能運(yùn)維、生態(tài)修復(fù)等綠色產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展，成為撬動(dòng)民族地區(qū)高質(zhì)量發(fā)展與生態(tài)文明共建共享的重要支點(diǎn)。

其開創(chuàng)性的多能融合路徑，徹底重構(gòu)了傳統(tǒng)水電站的功能邊界——從單一電力生產(chǎn)單元躍升為區(qū)域綠色能源中樞、生態(tài)治理平臺(tái)與數(shù)字轉(zhuǎn)型載體，標(biāo)志著我國(guó)水電開發(fā)正式邁入系統(tǒng)化、智能化、生態(tài)化新階段。

科技創(chuàng)新助力電站建設(shè)

瑪爾擋水電站之所以成為全球水電技術(shù)創(chuàng)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(lǐng)先的數(shù)字化智能建造與運(yùn)行體系。

其中最具代表性的突破，是國(guó)產(chǎn)首套智能分散控制系統(tǒng)（iDCS）在百萬千瓦級(jí)水電站的首次規(guī)?；瘧?yīng)用。

iDCS系統(tǒng)采用模塊化架構(gòu)與邊緣計(jì)算技術(shù)，將監(jiān)控、保護(hù)、調(diào)節(jié)等核心功能分布式部署于數(shù)十個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)，既規(guī)避了傳統(tǒng)集中式系統(tǒng)“單點(diǎn)失效即全站失穩(wěn)”的風(fēng)險(xiǎn)，又賦予電站毫秒級(jí)響應(yīng)能力和毫瓦級(jí)調(diào)節(jié)精度。

尤為關(guān)鍵的是，該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)耦合氣象預(yù)報(bào)、來水預(yù)測(cè)與電網(wǎng)調(diào)度指令，動(dòng)態(tài)優(yōu)化機(jī)組啟停、負(fù)荷分配與水庫(kù)調(diào)度策略，在保障安全前提下最大化清潔發(fā)電效益，并同步降低設(shè)備磨損與生態(tài)擾動(dòng)。

此次iDCS的成功投運(yùn)，打破了國(guó)外廠商在高端水電控制領(lǐng)域的長(zhǎng)期技術(shù)壟斷，實(shí)現(xiàn)了核心控制系統(tǒng)從“可用”到“好用”再到“智用”的三級(jí)躍遷。

相較傳統(tǒng)集中控制模式，iDCS使系統(tǒng)平均無故障運(yùn)行時(shí)間提升42%，調(diào)節(jié)響應(yīng)速度提高3倍，年度計(jì)劃電量完成率穩(wěn)定在99.8%以上，真正讓高原水電“發(fā)得出、送得穩(wěn)、調(diào)得靈、護(hù)得好”。

依托該系統(tǒng)，電站可在強(qiáng)風(fēng)、低溫、低氣壓等復(fù)雜工況下保持滿負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行，為高海拔地區(qū)大規(guī)模清潔能源并網(wǎng)提供了可復(fù)制的技術(shù)樣板。

除iDCS外，工程還集成應(yīng)用了一系列尖端裝備與工藝：4臺(tái)55萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組全部采用自主研發(fā)的高水頭、大容量、寬負(fù)荷高效轉(zhuǎn)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(tǒng)實(shí)現(xiàn)±800千伏電壓等級(jí)下99.99%可靠傳輸；全站光纖傳感網(wǎng)絡(luò)覆蓋壩體、引水隧洞、廠房等關(guān)鍵部位，實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)形變感知與毫秒級(jí)故障預(yù)警。

這些高性能機(jī)組在不同豐枯水期均可維持94%以上的加權(quán)平均效率，較同類機(jī)組提升約2.3個(gè)百分點(diǎn)，每年多發(fā)清潔電量超1.8億千瓦時(shí)，相當(dāng)于減少標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒6.5萬噸、減排二氧化碳16.2萬噸。

工程建設(shè)全面推行“數(shù)字孿生+智慧工地”管理模式。

基于BIM+GIS三維建模平臺(tái)，對(duì)施工全過程進(jìn)行毫米級(jí)仿真推演與動(dòng)態(tài)糾偏；AI視覺識(shí)別系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)人員行為、設(shè)備狀態(tài)與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)；無人機(jī)巡檢網(wǎng)絡(luò)覆蓋全線28公里施工廊道，缺陷識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)99.2%。

電站運(yùn)維階段則啟用“云邊協(xié)同”智能診斷平臺(tái)，依托百萬級(jí)設(shè)備參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)與深度學(xué)習(xí)算法，實(shí)現(xiàn)故障提前72小時(shí)預(yù)測(cè)、檢修方案自動(dòng)生成、備件庫(kù)存智能調(diào)度，運(yùn)維人力需求降低35%，非計(jì)劃停運(yùn)率下降至行業(yè)平均水平的1/5。

這種“技術(shù)群聚、系統(tǒng)集成、全鏈賦能”的創(chuàng)新范式，不僅大幅提升了瑪爾擋的經(jīng)濟(jì)性與可靠性，更為全球高海拔、高寒、高地震烈度地區(qū)水電開發(fā)提供了系統(tǒng)性技術(shù)解決方案。

生態(tài)修復(fù)與綠色發(fā)展

瑪爾擋水電站將“綠水青山就是金山銀山”理念貫穿于規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)全周期，打造出大型基建項(xiàng)目與高原生態(tài)系統(tǒng)和諧共生的典范樣本。

面對(duì)青藏高原生態(tài)脆弱、恢復(fù)周期長(zhǎng)、土層薄、植被稀疏等現(xiàn)實(shí)約束，項(xiàng)目摒棄“先破壞、后治理”舊路，確立“生態(tài)優(yōu)先、預(yù)防為主、過程嚴(yán)管、修復(fù)同步”的全鏈條管控原則。

工程建設(shè)伊始即編制《高原生態(tài)修復(fù)專項(xiàng)規(guī)劃》，明確將生態(tài)投入占比提高至總投資的8.7%，遠(yuǎn)高于國(guó)家規(guī)定的3%強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。

施工全程嚴(yán)格執(zhí)行“開挖一片、防護(hù)一片、復(fù)綠一片”作業(yè)法。

累計(jì)完成渣場(chǎng)生態(tài)化改造22處，轉(zhuǎn)運(yùn)利用棄渣162.3萬立方米用于梯級(jí)平臺(tái)建設(shè)與生態(tài)基質(zhì)配比；實(shí)施表土剝離—分類儲(chǔ)存—原位回覆工藝，保存優(yōu)質(zhì)耕植土43.6萬立方米；在施工跡地、邊坡、棄渣場(chǎng)等區(qū)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(fù)至92.6%，生物多樣性指數(shù)較建設(shè)前提升31.4%，生態(tài)修復(fù)達(dá)標(biāo)率實(shí)現(xiàn)100%。

項(xiàng)目建設(shè)方主動(dòng)延伸生態(tài)責(zé)任半徑，與果洛州政府共建“瑪爾擋生態(tài)共建基金”，三年來資助當(dāng)?shù)啬撩耖_展退化草場(chǎng)修復(fù)1.2萬畝，建設(shè)生態(tài)圍欄86公里，扶持高原特色中藏藥材種植合作社5家，實(shí)現(xiàn)生態(tài)保護(hù)與民生改善雙向奔赴。

在電站庫(kù)區(qū)及下游河段，同步實(shí)施魚類增殖放流、棲息地營(yíng)造、過魚設(shè)施優(yōu)化等系統(tǒng)性水生生態(tài)修復(fù)工程，連續(xù)三年監(jiān)測(cè)顯示土著魚類種群數(shù)量回升27%，珍稀瀕危物種極邊扁咽齒魚產(chǎn)卵場(chǎng)得到有效保護(hù)。

針對(duì)高原水土流失敏感特性，工程創(chuàng)新采用“三維植被網(wǎng)+客土噴播+滴灌養(yǎng)護(hù)”復(fù)合護(hù)坡技術(shù)，在35°以上高陡邊坡實(shí)現(xiàn)當(dāng)年成坪、兩年成林；建設(shè)全封閉式沉砂池4座、生態(tài)濾池12處、雨水收集系統(tǒng)32公里，施工期泥沙攔截率達(dá)99.1%，庫(kù)區(qū)水質(zhì)常年穩(wěn)定在Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)以上。

隨著電站全面投產(chǎn)，其生態(tài)外溢效應(yīng)正加速顯現(xiàn)。

庫(kù)區(qū)已形成面積約22平方公里的濕地生態(tài)系統(tǒng)，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(tài)觀光廊道與2個(gè)高原生態(tài)科普教育基地，年接待研學(xué)團(tuán)隊(duì)超2萬人次；依托清潔電力支撐，當(dāng)?shù)匾崖涞?家綠電大數(shù)據(jù)中心與1個(gè)零碳產(chǎn)業(yè)園，綠色產(chǎn)業(yè)增加值占GDP比重三年內(nèi)提升14.6個(gè)百分點(diǎn)。

瑪爾擋所詮釋的，不僅是能源生產(chǎn)的綠色化，更是區(qū)域發(fā)展模式的系統(tǒng)性重構(gòu)——它證明：大國(guó)重器完全可以成為生態(tài)修復(fù)的加速器、綠色發(fā)展的播種機(jī)、人與自然共生的連心橋。

結(jié)語(yǔ)

瑪爾擋水電站的全面建成投運(yùn)，是我國(guó)水電事業(yè)從“規(guī)模領(lǐng)先”邁向“質(zhì)量引領(lǐng)”“系統(tǒng)領(lǐng)先”的重要標(biāo)志。

它以世界級(jí)的工程體量、自主化的技術(shù)矩陣、全周期的生態(tài)實(shí)踐，生動(dòng)詮釋了新時(shí)代中國(guó)基建的硬核實(shí)力與文明底色。

在這里，智能控制系統(tǒng)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(xù)釋放“綠電+生態(tài)+產(chǎn)業(yè)+民生”多重價(jià)值，為黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展國(guó)家戰(zhàn)略提供強(qiáng)勁動(dòng)能，也為全球可持續(xù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)貢獻(xiàn)不可替代的中國(guó)智慧與中國(guó)方案。