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蓄能山水之间 迸发绿色动力

2022-09-15分类:光伏储能 / 光伏储能来源:国家电网报
【CPEM全国电力设备管理网】

党的十八大以来,国家电网有限公司认真贯彻落实“四个革命、一个合作”能源安全新战略,贯彻新发展理念,大力开发抽水蓄能电站,助力实现碳达峰碳中和目标,争当能源革命的推动者、先行者、引领者。


  作为电力系统的“稳定器”“调节器”“平衡器”,抽水蓄能电站能够随调随启、灵活响应电网需求,有效促进新能源消纳。国网新源集团有限公司主要负责开发建设和经营管理国家电网公司经营区域内的抽水蓄能电站和部分常规水电站。多年来,国网新源集团准确把握抽水蓄能在构建新型电力系统中的功能定位,进一步优化电站开发规模、布局和时序,巩固可持续发展格局,服务能源绿色低碳转型发展。


  保障大电网安全 促进新能源消纳


  滔滔滦河,奔流不息。9月5日,在燕山深处、滦河中游,全球装机规模最大的抽水蓄能电站——河北丰宁抽水蓄能电站9号机组正式投产发电。这是该站本月第二台投入商业运行的机组。当天,该站接华北电力调度控制中心调度指令,5台机组全部开机抽水运行,助力华北电网消纳新能源。


  丰宁电站总装机容量360万千瓦,共安装12台机组,被称为藏在冀北大山中的“电力粮仓”。2012年项目核准,2022年机组投产近半。10年开垦,10年建设,一座世界级抽水蓄能电站拔地而起。


  伴随着我国水电事业的发展,20世纪60年代,中国抽水蓄能蹒跚起步。从1968年河北岗南水库安装第一台装机容量1.1万千瓦的进口抽水蓄能机组,到总装机容量360万千瓦的世界最大抽水蓄能电站建成投产,抽水蓄能工程逐步变身为保障大电网安全、促进新能源消纳的“必需品”。


  目前,国网新源集团共有24座已投运抽水蓄能电站,分布在15个省份。这些抽水蓄能电站在保障大电网安全、促进新能源消纳、提升全系统性能中发挥着越来越重要的作用,机组的运行强度逐年增长,调用日益频繁。


  “抽水蓄能具有调峰、调频、调相、储能、系统备用、黑启动等六大功能,是当前技术最成熟、经济性最优、最具大规模开发条件的电力系统绿色低碳清洁灵活调节电源。”国网新源集团运监中心主任常玉红介绍。在实现“双碳”目标的大背景下,新型电力系统加快构建,抽水蓄能的基础性调节作用、综合性保障作用和公共性服务作用愈加凸显。近10年,国网新源集团在运抽水蓄能机组装机容量增长近1倍,机组发电工况启动次数则增加了约2倍。


  抽水蓄能对实现新能源大规模安全可靠替代、推动绿色低碳发展的作用日益凸显。截至2021年年底,全国抽水蓄能电站装机容量达到3639万千瓦,比2012年增加近80%,年均增速为6.7%;当年全国抽水蓄能发电量达到390亿千瓦时,比2012年提高了3倍多,年均增长17.3%。


  今年上半年,国网新源集团抽水蓄能电站夜间抽水运行服务风电消纳9264台次,午间抽水运行服务光伏发电消纳4619台次。经量化测算,国网新源集团抽水蓄能电站共促进新能源发电消纳134.3亿千瓦时,同比增加14%。


  在今年迎峰度夏保供电工作中,国网新源集团各抽水蓄能电站长时间保持单日高强度运行,以最短的时间响应电网调峰填谷、新能源发电消纳等需求,缓解电网迎峰度夏压力,为电网迎峰度夏接上了“稳定器”。6月15日至8月31日,国网新源集团华东地区7家抽水蓄能电站平均综合利用小时数717.11小时,每台机组平均启动183次,单日保持“一抽三发”或“两抽三发”运行方式,有力应对高温大负荷;河南宝泉抽水蓄能电站综合利用小时数达657.5小时,电站长时间保持单日“两抽两发”高强度运行。


  践行央企责任使命 服务人民美好生活


  8月,河南省洛宁县熊耳山满目葱茏。河南洛宁抽水蓄能电站正处于主体工程施工高峰期,上、下水库填筑全面展开,数百台施工机械轰隆作响,工人们有序地开展施工作业。


  洛宁电站工程部殷康介绍:“目前电站建设现场施工人员总计2000余人。其中,我们吸收当地居民用工300余人,租用当地车辆超200台。在保障质量安全的前提下,我们还优先采购当地水泥、钢材等物资。”


  洛宁电站建设涉及的搬迁村组位于洛宁县涧口乡东南部的鳔池村,地处熊耳山深处,多年来仅有一条羊肠小道通向外界。鳔池村村民杨东军回忆:“我们村曾被称为‘三多村’,一是石头多,我们睡的是用石块垒成的石炕;二是毛驴多,由于道路难行,我们卖粮运货全靠毛驴;三是光棍多,因为穷,女娃大都嫁到了山外,男娃打光棍的特别多。”


  随着抽水蓄能电站的建设,村庄发生了改变。2016年,洛宁电站筹建处成立。开工前,筹建处主动向河南省和洛阳市移民办汇报工作进展,与洛宁县政府签订建设征地和移民安置协议。工程建设中,洛宁电站建设方主动修建周边外延道路,吸收电站周边居民就业,拉动乡村经济,组织员工高质量完成驻村帮扶工作,尽可能地让搬迁群众多得实惠。


  如今,移民搬迁安置新村“鳔池小镇”一派新气象。这里有明净的乡村小道、靓丽的绿化带、成排的两层小楼,以及统一的灰瓦、白墙、红房檐。“鳔池小镇”成为洛宁县新农村建设示范和乡村振兴的典范。


  “我们赶上了好政策。抽水蓄能电站项目在我们村建设以来,给我们带来了翻天覆地的变化,不仅家家户户都住进了新房子,社区还建设了党群服务中心、卫生室,孩子上学、老人就医都方便了。”鳔池村党支部书记吉军委介绍。


  今年,洛宁电站获得2022~2024年度“国家电网有限公司社会责任示范基地”称号。


  攻坚关键核心技术 努力打造精品工程


  近年来,我国抽水蓄能电站在建和投产规模稳居世界第一,抽水蓄能电站建设技术水平也跻身世界前列。国网新源集团依托重点工程,加强核心技术攻关,加快科技成果转化,勇当科技和产业创新的开路先锋,在水电工程建设领域取得了一系列重大突破。


  2003年以前,我国抽水蓄能领域相关技术研究还是一片空白,电站设备几乎全部需要进口。2012年11月18日,我国第一座全面实现设备国产化的大型抽水蓄能电站——安徽响水涧抽水蓄能电站最后一台机组投入商业运行,标志着我国抽水蓄能电站建设步入主辅设备设计制造国产化阶段。


  我国抽水蓄能机组自主化设备不断推广应用,有力地支撑了我国抽水蓄能行业的快速发展。与此同时,抽水蓄能电站硬岩掘进机(TBM)施工技术应用也迎来发展新时期。


  国网新源集团积极开展机械化智能化建设转型和探索,经过3年的研究,攻克了大坡度设备下溜、出渣堵渣、材料运输、流体液压容器自适应等技术难题,联合中铁工程装备集团有限公司研制了国产首台大直径大倾角斜井TBM“永宁号”,让中国“智”造真正走进抽水蓄能电站建设施工现场。


  今年8月11日,“永宁号”在郑州通过出厂验收,计划应用于河南洛宁抽水蓄能电站引水斜井施工。该设备填补了我国大倾角斜井施工建设领域的技术空白,进一步提高了抽水蓄能电站建设的机械化施工效率。


  “相较于传统钻爆法开展洞室施工,TBM施工具有速度快、安全环保、劳动力需求量少、自动化程度高、无爆破震动、对围岩结构扰动小、减少超挖、节约衬砌费用等诸多优点。”国网新源集团基建部主任张学清介绍,“近年来,国网新源集团对抽水蓄能电站隧洞群施工开展了革命性的技术升级,组织相关研究团队围绕抽水蓄能电站先进建设技术,在小断面小转弯半径TBM、大断面平洞TBM应用上取得了突破,在斜井TBM等应用方案研究上取得重大进展。”


  多年来,国网新源集团在抽水蓄能项目中的成绩有目共睹,在传统水电建设精品工程方面也亮点频出。目前,正值松花江鱼类洄游季,数十万尾鱼儿在国网新源丰满电厂全程智能化管理的过鱼设施帮助下,“翻越”百米高坝实现洄游。


  丰满水电站始建于1937年,是当时亚洲第一大水电工程,被誉为中国“水电之母”“水电摇篮”。受历史条件限制,丰满大坝自诞生就伴随着诸多先天缺陷。2007年,丰满大坝被原国家电监会大坝安全监察中心评定为“病坝”。同年10月29日,丰满水电站全面治理(重建)工程正式开工。2020年9月,历经8年的全面治理重建,丰满水电站投产发电。老站焕发青春活力。


  工程建设者攻克了在高寒地区建设碾压混凝土重力坝的众多技术难题,首开在松花江修建大坝过鱼设施的先河,实现了数字化设计、高质量安装、高精度调试、智慧化管控,电站运行指标达到国际领先水平,树立了行业新标杆。


  这座从设计到安装全部国产化的水电站实现全面投运,证明了“中国制造”的实力。“机组的制造和安装工艺精益求精,满负荷运行时的大轴摆度数据创下全国第一。其中,水导轴承最大摆度0.086毫米,下导轴承最大摆度0.03毫米,上导轴承最大摆度0.02毫米。”说起这项中国水电“精品工程”,国网新源丰满电厂副厂长刘亚莲如数家珍。


  国网新源集团推动国家电网公司“一体四翼”发展布局落实落地,当好抽水蓄能开发建设的主力军,以实际行动迎接党的二十大胜利召开。


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