2026年是“十五五”规划谋篇布局的关键之年，也是发电企业深化变革、向“新”而行的攻坚之年。为积极响应国家政策号召，进一步促进能源技术革新，加速成果转化应用，助力构建新型能源体系，由华北电力大学、北京未来科学城管理委员会指导的2026年智慧电厂论坛于4月1日在北京盛大开幕。以“智慧能源新范式：AI驱动与数字化实践”为主题，设置1个主论坛及4个平行分论坛，构建起覆盖技术创新、产业实践、政策解读的立体化交流平台。为期两日的议程中，邀请了来自能源领域的权威专家、企业高管等共计52位嘉宾发表主题演讲，分享前沿观点与实践经验。吸引了超1200位发电企业、科研院所等相关方的代表参会。征得专家同意后，在此分享本次会议部分文字实录，欢迎阅读。
《荒漠智变·光启新程 百万千瓦级光伏治沙智慧电厂建设与探索》
杨武强 中国华能内蒙古北联电乌拉特新能源有限责任公司新能源项目部经理
尊敬的各位领导，各位同仁，很荣幸来这里参加2026年的智慧电厂论坛，我汇报的题目是百万千瓦级光伏治沙智慧电厂建设与探索，我是华能北方公司乌拉特发电厂的新能源项目部的一名建设者，与大家一起分享在项目建设过程中沙漠实地的一些案例，我分五个部分和大家分享大型光伏电站在基建和运维过程中的实际情况。
首先介绍的是项目概况，先给大家看一张图片，这张图片是拍摄于现场，这个图案就是体现了华能的Logo，这个图案在现场是用光伏板空缺部分布置出来的一个图案，这个图案每一个字高400米，一个图案整长2公里，可以说这个Logo是比较大的。在2025年12月31日荣登中央电视台，我国首个沙地柔性支架光伏项目并网发电。
大家对这个项目有一个初步的了解，咱们项目名称叫巴彦淖尔乌拉特前旗苏卜沙地200万千瓦光伏治沙基地项目，它是一个全国性的大型风电光伏基地项目，预备清单里的五个项目，咱们这个项目应该是容量最大的。
位于巴彦淖尔市乌拉特前旗，规模是2000MW，3座220kV升压站，600MWh储能工程，整个项目占地4.3万亩，动态投资61.49亿元，年发电量29.6亿千瓦时，工期从2024年11月4日一直到2026年4月30日，就是在这个月底要把剩余的30万柔性支架全部并网，目前并网的容量是170万千瓦，在运行过程中项目建设是非常艰难的，在并网的最后环节也是比较顺利，到现在170万千瓦都能发电，每天的发电量在1000万度以上。
环保数据也非常可观，每年节约标煤90万吨，二氧化碳减排268万吨，二氧化硫减排303万吨，氮氧化物450吨，对绿色发展也做出了新能源的贡献。
在沙漠场景下建设有它的不容易。
挑战一，收益的压力，它的建设成本要高于普通常规电站，主要体现在地基处理，它是软弱地基土，在沙漠里建，基础成本增加了20%以上，材料运输困难，沙子里运输这个材料没有像样的油路、高速，没有这些运输的路况，造成物流增加。还有环境恶劣，施工机械、受恶劣环境影响，施工机械、人工成本提升20%30%。还有投资的回报周期长，咱们的收益率能达到6%多就算是在沙漠地区非常好的了。
挑战二，极端环境，在沙漠里建光伏电站首先考虑风沙的强度，在每年3—6月份几乎是每天有沙尘暴，天数能超过60天，还有10级以上大风。在这么恶劣的环境下，咱们选用的支架一部分是固定支架，还有一部分是柔性支架，还有在柔性支架里我们做了一块试验田，要做柔性跟踪支架，一会儿给大家分享。
还有设备磨损情况，风沙流持续的冲刷对设备表面会打成像毛玻璃一样的状态，还有季节温差大，在沙漠里施工，冬季冷、夏季热，对人的考验是非常严峻的。
挑战三，软土地基，就是刚才说的，首先得把地基处理，才能正常开展建设。还有沙丘起伏大，高低差能达到20多米，项目场平工作从2024年6月持续至11月，历时近半年，施工高峰期投入推土机200台，作业规模宏大。
挑战四，生态脆弱，本来沙漠里动植物非常少，咱们还要在这个环境下保护它，实行的是发电+治沙，就是在板上发电，板间还要把这片沙漠制成绿洲，规划三年期，投资了1.4亿，把这片沙漠下面打草方格，种上绿化的有经济作用的植物。
项目总规模是2000MW，1700MW固定支架已经全部投用，300MW的柔性支架，包括0.7MW柔性跟踪支架正在实施，固定支架和柔性支架有一个对比，固定支架的桩间距3.8米，柔性可以放到35.5米，这就是柔性支架的优势。行距，固定支架是12.3米，柔性可达到5.3米。还有离地的高度，固定的离地1.5米，柔性的2.5米，这个高度高，在下面就对种植、通行的机械、人员有一个高净空，有利于下边种植。
建设的数量，项目预制管装有46万多根，光伏电池组件282万多块，钢结构支架3.6万多吨，还有500多公里，高峰期有2000多人同时施工，这个数据都是现场实际发生的，也都是实际生产，在现场已经落实的。施工的进度，目前收尾阶段还有500多人在施工，90%以上的工作量已经完成。现场管控人员，监理30多人，甲方30多人，现场一些无人机巡检，还有70多台摄像头，这都给现场管控提供了便利。
这是现场的远景，下面三张图片是柔性区近景，一会儿给大家分享柔性区的结构。咱们的结构形式，柔性区采用预应力的索结构，利用钢索张拉形成稳定体系，可自适应沙地不均匀沉降，解决沙地沉降难题。本项目主索使用了120万米，稳定索36万米。还有设计理念，主要对“少扰动”沙漠土，还有强适应能力进行了优化设计，咱们这个产品是汇耀品尚提供的。
这个体系主要分为三索体系，主承重体系有端部支架、中部支架、主索，抗风系统，有稳定索、四角锥、蝶形架、地锚等各类抗风系统，如图所示。
蝶形架系统就是在抗风系统中起到稳定、加强的作用，所有的抗风系统都由地锚桩承载风荷载拉力，承重系统是承重板的重量，静力荷载下的结构所承压，抗风系统就是在确保光伏阵列，在大风环境下所带来的一些抗掀的拉力。
这是一个抗风系统的系统图，是一个示意图，咱们抗风，每个四角锥均设计了地锚拉结，在35米跨的中部，每一行设一个地锚桩，把整个索结构牢牢地拉在地上。这个项目建成也经历过几次大风，到现在没有任何损失。
在抗风系统中，蝶形架、四角锥这些联合起来把一整片的柔性支架连接为一体，让它更具抗风性。这就是端部的一些支架系统，下部抗拔桩，这个主要承受的是拉力。端部的抗压桩主要承受的是压力，有斜拉索，还有柱头的转换节点，把端部的四根桩以及钢结构连成稳定的三角形结构，来把两根主索有力地张拉起来，主要受力系统就是在端部的三角形部支撑。
这是中部支撑，每一个端部支撑中间长的地方有600多米，用两端的三角形结构，中部有600多米，有19块这么长，两端拉，中部都是35米大跨，连着有19跨。分中柱桩，中柱斜拉杆，形成中间的受力体系。
这是四角锥，就是刚才说的抗风系统，每一跨的中部设计了四角锥，来把主索固定在四角锥上，四角锥和四角锥的中间，就是5.3米的跨度之间又有撑杆，把它连成一体。四角锥的下部和地锚桩又用钢丝绳拉起来，形成一个稳定可靠的抗风系统。
钢索与组件之间的联系连接如图所示，这个也叫压块，连接件也叫压块，就是钢索用不锈钢抱箍以后，跟压块用螺栓连接，螺栓和组件之间一边是螺栓连接，一边是上下翼缘把它卡住，更形成稳定的组件连接方式。
柔性系统主要体现的优势有以下几点：
优势一，节材降本，这个系统的基础少，传统的固定支架每兆瓦达到220—280根，这样一个基础的数量，采用柔性支架能降到150—170根每兆瓦，减少了30%左右的支架数量，混凝土桩基。还有土方量也能减少，用跨度大的柔性支架，不需要大规模的场地平整，直接在高低不平的荒漠上钢索跨就行，还有支架的最低点，距地2.5米，为板下植被恢复与治沙作业留出了充足的空间，这就是在板下，以后要治沙种植，机械通行，都提供了高净空的方便。
优势二，结构稳定，抗风沙、抗沉降，用于沙漠地形有它的独到优势。抗风沙，柔性支架采用预应力索结构可抵御10级以上大风，索结构的特征使风沙流畅通过，减少沙尘的堆积。抗沉降，传统的固定支架是9杆桩一排，每杆桩的间距是3.8米，9根桩有1杆、2杆的沉降，会导致上面的支架变形，板隐裂。采用大跨度的柔性结构，是两杆桩，中间35米，万一沉降，对整体的索不会造成大面积的变形影响，它本来就是一根钢索，是柔性的，活动的空间距离要远大于固定支架。还有可靠性，它的寿命能同时与组件的寿命同期，25年的使用期内它不会坏掉。
优势三，降本增效，首先是节地，用这个支架，因为它的间距变小了，固定支架是12.3米，柔性支架能减到5.3米，间距变小，使用地面积减少。我们初步估算了一下，每兆瓦能节省到4.4米，对于征地的费用基本能节约降低造价的5%左右。提高收益，大跨度、高净空的设计提升发电效率2%—3%，可缩短投资回报周期2—3年，现在投资回报周期是15年多，如果采用这种结构，节省的资金起码2—3年才能赚回来这点儿差价。
优势四，生态与经济协同，板下耐旱植物种植，我们在板下试种了一部分耐沙植物，如沙棘、白刺、梭梭、肉苁蓉、甘草这些，都是在沙漠地带容易存活的品种。还有发展板下种植、养殖，下一步的鸡、羊都能在沙漠里饲养，这就达到了板上发电、板下种植、板间养殖，这样立体型的光伏治沙改造。
下面介绍的是柔性跟踪支架，跟踪支架就是跟着太阳走，这样简单的意思。它有它柔性跟踪的系统，可旋转90度，一般的发电角度是固定的，面对的太阳角和左右倾向角都是固定不变的，它这个左右能摆动旋转90度，一直从太阳出来到太阳下午四五点，这个板面会在左右旋转，一直跟着太阳走，有提高发电效率的功能。
简单看是这样一个模型，左右两侧采用动力减速机，把两条主索固定在横撑上，左右两侧的减速机转动这个杆走，使它达到跟着太阳的角度。
这个结构类似于平单轴的原理，跨度也可达到30—45米，比传统的平单轴支架有效减少了桩基的用量。这个系统转动由控制器、通信器、远程监控和后台组成，实现组串角度变化控制。控制器内置倾角传感器监测节点的倾角，监测整个支架状态并计算目标角度，从控制器执行角度控制，这个原理主要是天文的跟踪，主控制器根据经纬度和天文的时间实时计算垂直太阳光入射的角度，并下发控制器的执行指令，还有逆跟踪，一早一晚间如果角度低的话，避免前后排的遮挡，因为遮挡住，它的发电效率会降低，切换跟踪的逆跟踪模式，在早上逆时针，下午顺时针的回调角度，最大化地实现太阳照射到板。
还有在极端天气下它的自我保护，遇到大风、雪这些极端的天气，组串会自动调整到与大风来风平行的方向，也是一个自我保护的系统。
现在也是存在几个痛点，环境差，对区域广、设备多检验检测的人力、物力上的投入，也是覆盖范围达不到的一个地方。
我们项目也采用了一些智能化的系统，把这些痛点初步解决了一下，咱们也是采用了无人机巡检，占地4.3万亩，如果靠人工巡检根本无法完成，现在用了5台无人机自动巡检，覆盖场区全部的组件，还有机器人巡检，购置了9台轨道机器人，把所有预制舱里的盘柜数据都及时传输到中控室里，还购买了60顶智能安全帽，实现了场站里的定位功能和中控室实时的视频、音频的互相数据传输的过程。
现在无人化、少人化，在咱们项目体现得也还不错，目前连基建的人+运维的人是40人，运维的，像主控室里有2人就能完成200万的操控，人工成本直接降低30%以上。
战略定位，新能源本来就是绿色发展，国家也推行绿色发展“双碳”目标，这个项目在这个方向上更确定了它的稳定性。
持续优化柔性支架结构，提升适应能力，深化智慧运维的系统，提升智能化水平，探索光伏+储能、光伏 + 治沙这么一个新型的模式，在咱们这个项目上要逐步把这些用来应用化、产业化，希望绿色发展做得更强、更大，我的汇报完毕。
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