前言
水力发电是我国绿色低碳能源体系的中坚力量。在国家“双碳”战略深入实施与新型电力系统加速构建的双重驱动下,大型水电工程正迎来高质量发展的黄金期。
坐落于青藏高原东北缘的玛尔挡水电站,正是这一时代浪潮中的标杆之作。作为黄河干流上游关键控制性枢纽,它不仅刷新了高海拔地区巨型水电建设的技术极限,更以全生命周期生态优先理念和多能深度融合实践,树立起新时代清洁能源工程的中国范式。
国际能源观察家评价道:请美国同行认真研读这座电站——这才是真正践行气候责任的大国基建!
这颗镶嵌在黄河源头的“绿色引擎”,还将如何持续释放生态红利与能源动能?
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玛尔挡水电站的诞生
玛尔挡水电站的落地,堪称我国水电建设史上一次具有全局意义的战略落子。
该工程地处青海省果洛藏族自治州与海南藏族自治州交界处的黄河主河道,地理坐标位于平均海拔3300米的雪域高原,是目前黄河流域海拔最高、技术难度最大、综合效益最突出的千万千瓦级清洁能源基地。
作为国家“十四五”规划重点能源项目,玛尔挡不仅是黄河上游首个集水能、风能、光能、储能于一体的千万千瓦级一体化开发示范工程,更承载着推动西部清洁能源规模化外送、支撑东部负荷中心绿色供电的核心使命,是我国新能源版图上一座具有坐标意义的里程碑。
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其设计理念突破单一水电思维,首创“水为基、风为补、光为辅、储为调”的立体化供能架构,通过多能源时空互补与灵活调节,显著提升区域电力系统的韧性与清洁度,为高原地区能源自立与跨区协同提供了全新解决方案。
项目总装机规模达232万千瓦,由4台单机55万千瓦混流式水轮发电机组与1台12万千瓦生态补水兼调峰机组构成,整体设计年均发电量约73.04亿千瓦时。
同步配套建成的果洛赞麦光伏电站,装机容量达100万千瓦,与水电形成日内出力互补、季节性互济的协同效应,全面激活高原清洁能源资源禀赋,彰显我国构建多元协同新型能源体系的坚定决心与系统能力。
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玛尔挡水电站的战略价值远超能源供给本身。
它深度融入国家“西电东送”北通道升级布局,承担着将青海、甘肃、四川等西北清洁能源富集区电力高效输往京津冀、山东、河南等负荷中心的关键任务,有力缓解中东部地区煤电依赖,加速全国能源结构清洁化进程。
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作为青海省首个实现“水风光蓄”全要素集成、全链条贯通、全周期管理的千万千瓦级清洁能源一体化示范基地,该项目将显著带动果洛州及周边地区的装备制造、智能运维、生态修复等绿色产业集群发展,成为撬动民族地区高质量发展与生态文明共建共享的重要支点。
其开创性的多能融合路径,彻底重构了传统水电站的功能边界——从单一电力生产单元跃升为区域绿色能源中枢、生态治理平台与数字转型载体,标志着我国水电开发正式迈入系统化、智能化、生态化新阶段。
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科技创新助力电站建设
玛尔挡水电站之所以成为全球水电技术创新高地,不仅源于宏大的工程体量,更在于其背后一整套自主可控、世界领先的数字化智能建造与运行体系。
其中最具代表性的突破,是国产首套智能分散控制系统(iDCS)在百万千瓦级水电站的首次规模化应用。
iDCS系统采用模块化架构与边缘计算技术,将监控、保护、调节等核心功能分布式部署于数十个独立节点,既规避了传统集中式系统“单点失效即全站失稳”的风险,又赋予电站毫秒级响应能力和毫瓦级调节精度。
尤为关键的是,该系统可实时耦合气象预报、来水预测与电网调度指令,动态优化机组启停、负荷分配与水库调度策略,在保障安全前提下最大化清洁发电效益,并同步降低设备磨损与生态扰动。
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此次iDCS的成功投运,打破了国外厂商在高端水电控制领域的长期技术垄断,实现了核心控制系统从“可用”到“好用”再到“智用”的三级跃迁。
相较传统集中控制模式,iDCS使系统平均无故障运行时间提升42%,调节响应速度提高3倍,年度计划电量完成率稳定在99.8%以上,真正让高原水电“发得出、送得稳、调得灵、护得好”。
依托该系统,电站可在强风、低温、低气压等复杂工况下保持满负荷稳定运行,为高海拔地区大规模清洁能源并网提供了可复制的技术样板。
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除iDCS外,工程还集成应用了一系列尖端装备与工艺:4台55万千瓦水轮发电机组全部采用自主研发的高水头、大容量、宽负荷高效转轮,过流部件表面喷涂纳米陶瓷涂层,抗空蚀性能提升60%;特高压柔性直流送出系统实现±800千伏电压等级下99.99%可靠传输;全站光纤传感网络覆盖坝体、引水隧洞、厂房等关键部位,实现毫米级形变感知与毫秒级故障预警。
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这些高性能机组在不同丰枯水期均可维持94%以上的加权平均效率,较同类机组提升约2.3个百分点,每年多发清洁电量超1.8亿千瓦时,相当于减少标准煤燃烧6.5万吨、减排二氧化碳16.2万吨。
工程建设全面推行“数字孪生+智慧工地”管理模式。
基于BIM+GIS三维建模平台,对施工全过程进行毫米级仿真推演与动态纠偏;AI视觉识别系统自动监测人员行为、设备状态与环境风险;无人机巡检网络覆盖全线28公里施工廊道,缺陷识别准确率达99.2%。
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电站运维阶段则启用“云边协同”智能诊断平台,依托百万级设备参数数据库与深度学习算法,实现故障提前72小时预测、检修方案自动生成、备件库存智能调度,运维人力需求降低35%,非计划停运率下降至行业平均水平的1/5。
这种“技术群聚、系统集成、全链赋能”的创新范式,不仅大幅提升了玛尔挡的经济性与可靠性,更为全球高海拔、高寒、高地震烈度地区水电开发提供了系统性技术解决方案。
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生态修复与绿色发展
玛尔挡水电站将“绿水青山就是金山银山”理念贯穿于规划、建设、运营全周期,打造出大型基建项目与高原生态系统和谐共生的典范样本。
面对青藏高原生态脆弱、恢复周期长、土层薄、植被稀疏等现实约束,项目摒弃“先破坏、后治理”旧路,确立“生态优先、预防为主、过程严管、修复同步”的全链条管控原则。
工程建设伊始即编制《高原生态修复专项规划》,明确将生态投入占比提高至总投资的8.7%,远高于国家规定的3%强制标准。
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施工全程严格执行“开挖一片、防护一片、复绿一片”作业法。
累计完成渣场生态化改造22处,转运利用弃渣162.3万立方米用于梯级平台建设与生态基质配比;实施表土剥离—分类储存—原位回覆工艺,保存优质耕植土43.6万立方米;在施工迹地、边坡、弃渣场等区域,采用“青海云杉+祁连圆柏+高山柳+披碱草”立体混交模式,完成人工造林256.8亩,植被盖度恢复至92.6%,生物多样性指数较建设前提升31.4%,生态修复达标率实现100%。
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项目建设方主动延伸生态责任半径,与果洛州政府共建“玛尔挡生态共建基金”,三年来资助当地牧民开展退化草场修复1.2万亩,建设生态围栏86公里,扶持高原特色中藏药材种植合作社5家,实现生态保护与民生改善双向奔赴。
在电站库区及下游河段,同步实施鱼类增殖放流、栖息地营造、过鱼设施优化等系统性水生生态修复工程,连续三年监测显示土著鱼类种群数量回升27%,珍稀濒危物种极边扁咽齿鱼产卵场得到有效保护。
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针对高原水土流失敏感特性,工程创新采用“三维植被网+客土喷播+滴灌养护”复合护坡技术,在35°以上高陡边坡实现当年成坪、两年成林;建设全封闭式沉砂池4座、生态滤池12处、雨水收集系统32公里,施工期泥沙拦截率达99.1%,库区水质常年稳定在Ⅱ类标准以上。
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随着电站全面投产,其生态外溢效应正加速显现。
库区已形成面积约22平方公里的湿地生态系统,吸引黑颈鹤、赤麻鸭等37种候鸟常年栖息;电站周边建成3条生态观光廊道与2个高原生态科普教育基地,年接待研学团队超2万人次;依托清洁电力支撑,当地已落地2家绿电大数据中心与1个零碳产业园,绿色产业增加值占GDP比重三年内提升14.6个百分点。
玛尔挡所诠释的,不仅是能源生产的绿色化,更是区域发展模式的系统性重构——它证明:大国重器完全可以成为生态修复的加速器、绿色发展的播种机、人与自然共生的连心桥。
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结语
玛尔挡水电站的全面建成投运,是我国水电事业从“规模领先”迈向“质量引领”“系统领先”的重要标志。
它以世界级的工程体量、自主化的技术矩阵、全周期的生态实践,生动诠释了新时代中国基建的硬核实力与文明底色。
在这里,智能控制系统与巍峨大坝同频共振,光伏矩阵与奔涌黄河交相辉映,云杉林带与智能电站和谐共生——科技之力、自然之律、人文之思在此深度交融。
未来,玛尔挡将持续释放“绿电+生态+产业+民生”多重价值,为黄河流域生态保护和高质量发展国家战略提供强劲动能,也为全球可持续基础设施建设贡献不可替代的中国智慧与中国方案。
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