掃描關(guān)注微信
灤河奔騰，群山聳立，靈動(dòng)的山水之間孕育了一座超級(jí)工程。在河北省承德市豐寧滿族自治縣四岔口鄉(xiāng)永利村，2021年12月30日，世界裝機(jī)容量最大的抽水蓄能電站——豐寧抽水蓄能電站首批機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電，為電網(wǎng)再添一座綠色“充電寶”。
國家電網(wǎng)有限公司董事長、黨組書記辛保安表示，突出綠色辦奧理念，全部冬奧場(chǎng)館100%使用綠色電力，是北京冬奧會(huì)的一大特色，這在百年奧運(yùn)史上前所未有。國家電網(wǎng)近年來持續(xù)加大投入力度，累計(jì)建成28項(xiàng)冬奧配套電網(wǎng)工程，全力護(hù)航綠色冬奧。
作為北京冬奧會(huì)配套綠色能源重點(diǎn)工程，豐寧抽水蓄能電站總投資192億元，總裝機(jī)容量360萬千瓦，年抽水電量87.16億千瓦時(shí)，年設(shè)計(jì)發(fā)電量66.12億千瓦時(shí)，可滿足260萬戶家庭一年的用電。
站在永利村抬頭仰望，條條銀線牽引著巍峨的鐵塔翻山越嶺，綿延四方。豐寧抽水蓄能電站南靠京津冀負(fù)荷中心，北鄰張家口千萬千瓦級(jí)風(fēng)電基地，接入張北柔直電網(wǎng)和華北500千伏電網(wǎng)，有利于保障京津冀地區(qū)新能源的高效調(diào)峰和消納，為北京冬奧會(huì)實(shí)現(xiàn)全綠電供應(yīng)提供有力保障。
抽水蓄能電站是電力系統(tǒng)的主要調(diào)節(jié)電源，與普通的水電站不同，抽水蓄能電站有上、下兩座水庫，在用電低谷期，抽水蓄能機(jī)組開始抽水蓄能，利用富余電能將水從下水庫抽到上水庫，電能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能儲(chǔ)存；在用電高峰期，抽水蓄能機(jī)組開始放水發(fā)電，水流從上水庫奔向下水庫，帶動(dòng)輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，將勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能。
“剛來時(shí)進(jìn)山的路都要靠向?qū)?，現(xiàn)在道路暢通，電站發(fā)電，還能趕上為北京冬奧會(huì)作貢獻(xiàn)，真的很自豪！”看著豐寧抽水蓄能電站1號(hào)機(jī)組啟動(dòng)，國網(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能有限公司機(jī)電部主任陳磊眼睛里閃爍著激動(dòng)的光芒。從2010年投身豐寧抽水蓄能電站的前期可研工作，到2013年工程開工建設(shè)，再到2021年首批機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電，陳磊在山溝溝里見證了這個(gè)最大“充電寶”的誕生，內(nèi)心的激動(dòng)之情難以言表。尤其在2021年這一年，陳磊和同事們向著冬奧目標(biāo)，鉚足了勁兒向前沖，電站已經(jīng)成了他們第二個(gè)家。
抽水蓄能電站是一個(gè)綠色“充電寶”，隨時(shí)可以提供綠色電能，這與北京冬奧會(huì)“綠色辦奧”的理念完美契合。北京冬奧會(huì)期間，3大賽區(qū)26個(gè)場(chǎng)館將全部使用綠電，這些綠電主要來自張北柔性直流電網(wǎng)試驗(yàn)示范工程（以下簡稱“張北柔直工程”）。張北柔直工程每年可向北京輸送約140億千瓦時(shí)綠色電能，供應(yīng)北京市大約1/10的用電量，直接滿足北京冬奧會(huì)所有場(chǎng)館的用電需求。
風(fēng)電、光伏發(fā)電具有間歇性、波動(dòng)性等特點(diǎn)，當(dāng)新能源出力不足時(shí)，如何保障冬奧場(chǎng)館的綠電供應(yīng)？
抽水蓄能電站作為目前最成熟、最經(jīng)濟(jì)、最清潔的大規(guī)模電能儲(chǔ)能裝置，是促進(jìn)清潔能源消納、保障北京冬奧會(huì)綠色能源供應(yīng)的有效手段。“豐寧抽水蓄能電站與張北柔直工程的阜康換流站相連，可以跟蹤新能源的出力情況，在新能源大發(fā)時(shí)抽水蓄能，在新能源出力不足時(shí)放水發(fā)電，支撐具有網(wǎng)絡(luò)特性的直流電網(wǎng)高可靠高效率運(yùn)行，增強(qiáng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，促進(jìn)新能源消納。”陳磊說，豐寧抽水蓄能電站首次實(shí)現(xiàn)抽水蓄能電站接入柔性直流電網(wǎng)，為破解新能源大規(guī)模開發(fā)利用難題提供了寶貴的“中國方案”。
工程大事記
2013年5月29日
豐寧抽水蓄能電站一期工程開工。
2015年9月23日
豐寧抽水蓄能電站二期工程開工。
2016年7月
豐寧抽水蓄能電站實(shí)現(xiàn)兩期工程同步建設(shè)。
2017年10月26日
豐寧抽水蓄能電站上水庫大壩填筑至1510米設(shè)計(jì)高程，順利封頂。
2019年10月28日
豐寧抽水蓄能電站一、二期工程地下廠房開挖完成。
2020年11月12日
豐寧抽水蓄能電站下水庫正式蓄水。
2021年8月7日
豐寧抽水蓄能電站10臺(tái)定速機(jī)組混凝土澆筑全部完成。
2021年10月1日
豐寧抽水蓄能電站500千伏系統(tǒng)倒送電圓滿完成。
2021年12月11日、13日
豐寧抽水蓄能電站10號(hào)、1號(hào)機(jī)組分別進(jìn)入15天考核試運(yùn)行。
2021年12月30日
豐寧抽水蓄能電站首批機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。
運(yùn)行更靈活 電網(wǎng)好搭檔
從豐寧抽水蓄能電站上水庫岸邊向遠(yuǎn)處眺望，一眼望不到邊際，水面在陽光的照耀下閃閃發(fā)光，宛如一塊晶瑩剔透的藍(lán)寶石。豐寧抽水蓄能電站上水庫庫容巨大，比十三陵抽水蓄能電站上水庫的10倍還大，一次蓄滿可儲(chǔ)存新能源電量近4000萬千瓦時(shí)，是華北地區(qū)唯一具有周調(diào)節(jié)性能的抽水蓄能電站。
什么是周調(diào)節(jié)性能？國網(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能有限公司工程部副主任賈濤解釋說：“一般的抽水蓄能電站受限于空間限制，上水庫庫容不夠大，只具備日調(diào)節(jié)功能，即當(dāng)天完成抽水蓄能和放水發(fā)電。而豐寧抽水蓄能電站得益于山頂天然具備的像盆似的地質(zhì)條件，上水庫庫容巨大，蓄滿水后可以在一周之內(nèi)平衡發(fā)電，滿足電網(wǎng)的多元化調(diào)節(jié)需求。”
我國力爭2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，未來我國能源結(jié)構(gòu)中，風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源的比重將大幅提升，電網(wǎng)安全運(yùn)行面臨巨大挑戰(zhàn)。
以豐寧抽水蓄能電站所在的華北電網(wǎng)為例，近年來，華北地區(qū)新能源發(fā)展迅猛，截至2021年11月，新能源裝機(jī)容量達(dá)1.63億千瓦，占比35%，華北電網(wǎng)已成為國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)新能源裝機(jī)占比最大的區(qū)域電網(wǎng)。加快開發(fā)建設(shè)抽水蓄能，增強(qiáng)系統(tǒng)儲(chǔ)能調(diào)節(jié)能力，是新能源大規(guī)模發(fā)展、電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。
“國網(wǎng)華北分部成立了‘大規(guī)模新能源+四端柔直電網(wǎng)+抽水蓄能電站+承德新能源’全方位協(xié)調(diào)作戰(zhàn)柔性創(chuàng)新工作團(tuán)隊(duì)，豐寧抽水蓄能電站投產(chǎn)發(fā)電后，可以充分發(fā)揮柔直、抽蓄靈活運(yùn)行優(yōu)勢(shì)，開展設(shè)備級(jí)的優(yōu)化控制和系統(tǒng)級(jí)的優(yōu)化調(diào)度。在柔直送端和承德新能源均大發(fā)時(shí)，綜合利用豐寧抽水蓄能電站的超級(jí)‘充電寶’作用和柔直電網(wǎng)的‘潮流控制器’作用，實(shí)現(xiàn)風(fēng)、光、儲(chǔ)‘跨時(shí)間互補(bǔ)’，進(jìn)一步提高大電網(wǎng)資源優(yōu)化配置能力，為保障京津唐電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、促進(jìn)華北地區(qū)新能源消納、推動(dòng)能源清潔低碳轉(zhuǎn)型創(chuàng)造了條件。”國家電網(wǎng)有限公司華北分部調(diào)度控制中心副主任王茂海說，華北電網(wǎng)兼具送端電網(wǎng)和受端電網(wǎng)的雙重屬性，區(qū)域內(nèi)既有大型新能源和常規(guī)電源送出基地，又有京津冀魯大型負(fù)荷中心，各類電網(wǎng)穩(wěn)定問題交織，電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行需要更多靈活的調(diào)節(jié)電源，大容量的豐寧抽水蓄能電站是電網(wǎng)不可或缺的好搭檔。
抽水蓄能機(jī)組運(yùn)行方式靈活、響應(yīng)速度快，具備調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相、儲(chǔ)能、系統(tǒng)備用和黑啟動(dòng)等六大功能。除了這些功能，豐寧抽水蓄能電站首次在國內(nèi)采用大型變速抽水蓄能機(jī)組技術(shù)，電站二期工程采用2臺(tái)交流勵(lì)磁變速機(jī)組。“傳統(tǒng)的定速機(jī)組的水泵功率是不可調(diào)節(jié)的，而風(fēng)、光變化多端，變速機(jī)組的水泵功率可以根據(jù)新能源的出力靈活調(diào)節(jié)，運(yùn)行效率更高、調(diào)度更靈活。”陳磊說，變速機(jī)組在國外早已應(yīng)用，但在國內(nèi)尚屬首次，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)多次同東芝、三菱、阿爾斯通、福伊特、安德里茨等國外設(shè)備廠商進(jìn)行學(xué)習(xí)交流，積極開展變速機(jī)組交流勵(lì)磁系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及工程應(yīng)用等項(xiàng)目科研攻關(guān)，推動(dòng)變速機(jī)組在國內(nèi)扎實(shí)落地。
“以前抽水蓄能電站通常每天一抽一發(fā)即可滿足電網(wǎng)需求，近年來隨著新能源的大規(guī)模接入，很多抽水蓄能電站開始每天兩抽兩發(fā)，消納光伏發(fā)電、風(fēng)電。試運(yùn)行期間，豐寧抽水蓄能電站在完成每天一抽一發(fā)的任務(wù)后，多次接到在凌晨2時(shí)至6時(shí)抽水的調(diào)度指令，助力消納夜間大發(fā)的風(fēng)電。”國網(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能有限公司副總經(jīng)理吳培枝在抽水蓄能行業(yè)已有16年，他坦言，如今抽水蓄能電站在電力系統(tǒng)中的“穩(wěn)定器”“調(diào)節(jié)器”“平衡器”作用愈發(fā)凸顯，將進(jìn)一步優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，助力建設(shè)新型電力系統(tǒng)。
高山出平湖 造福一方人
“夏天時(shí)這里是綠水青山，在早晨太陽出來前，下水庫水面薄霧籠罩，仙氣飄飄，真是美極了！”提起豐寧抽水蓄能電站建設(shè)后周邊環(huán)境的變化，永利村黨支部書記、村主任梁永贊不絕口。
梁永是土生土長的永利村人，這些年，他目睹著周邊的高山越來越青，河水越來越綠，對(duì)抽水蓄能電站的認(rèn)可越來越高。“我每次來電站辦事，都忍不住拍個(gè)抖音視頻，現(xiàn)在政府正在進(jìn)行旅游規(guī)劃，以后村子有望成為旅游小鎮(zhèn)，鄉(xiāng)親們的生活就更有奔頭了！”梁永信心滿滿地說。
豐寧抽水蓄能電站自建設(shè)以來，始終秉持生態(tài)文明理念，積極推進(jìn)綠色建造，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生。“灤河途經(jīng)地區(qū)黃土較多，河水含沙量較大，豐寧抽水蓄能電站位于灤河干流，在電站建設(shè)過程中，我們主動(dòng)參與‘八百里’灤河水環(huán)境治理工程，累計(jì)清理工程區(qū)內(nèi)灤河干流底部淤泥100余萬立方米，持續(xù)加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)分析，為灤河水質(zhì)提升貢獻(xiàn)力量。”國網(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能有限公司副總經(jīng)理馬雨峰介紹，電站建設(shè)了水質(zhì)監(jiān)測(cè)站，定期向環(huán)保部門提供水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，為政府部門制定水環(huán)境治理對(duì)策提供參考。
在施工過程中，建設(shè)者們重視保護(hù)生物多樣性，采用植被混凝土、高次團(tuán)粒、植生袋護(hù)坡、植生毯等綜合治理措施，成功破解高陡邊坡生態(tài)恢復(fù)難題，增加工程區(qū)內(nèi)濕地面積800余畝，有效改善了當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)。
像豐寧抽水蓄能電站這樣嚴(yán)格的水土保護(hù)措施，干了30余年工程施工的馬雨峰都直呼很少見。“北方的山上水資源很金貴，電站水庫蓄水之后，周圍環(huán)境更好了，這些年庫區(qū)常常能看到黑鸛、白天鵝等珍稀鳥類，剛開始只能看到一兩只，最近這些年越來越多，有一年我看到了20只白天鵝。”馬雨峰自豪地說。
建設(shè)一座電站，改善一片環(huán)境，帶動(dòng)一方經(jīng)濟(jì)，造福一地百姓。在永利村的主干道兩邊，賓館、超市、餐館、藥店、汽車維修店等商鋪鱗次櫛比。“得益于豐寧抽水蓄能電站的開發(fā)建設(shè)，永利村的生活配套設(shè)施逐漸完善，2020年年初，電站與政府共同出資建設(shè)的醫(yī)院投入運(yùn)行，村民們的生活水平跟縣城人民不相上下。”豐寧滿族自治縣抽水蓄能電站籌建處副處長周恩說。
發(fā)展的永利村孕育著無限的商機(jī)。來自黑龍江的閆喜文在村里經(jīng)營著一家70多平方米的餐館，中午用餐高峰時(shí)店內(nèi)常常沒有座位。44歲的閆喜文從事餐飲業(yè)多年，2018年，他在北京的店鋪面臨拆遷騰退，后經(jīng)一個(gè)四岔口鄉(xiāng)朋友的介紹，來到永利村開起了餐館。
“村里的超市商品齊全，平常需要的食材就近就可以買到，村里直通縣城的路也好走，開車40分鐘就到，在這開店挺方便的，收入也比較穩(wěn)定。”閆喜文樂呵呵地說，他在夏天時(shí)還經(jīng)營燒烤，需要父母、妻子、兒子前來幫忙才能忙得過來。聽說以后永利村還要進(jìn)行旅游開發(fā)，閆喜文也想繼續(xù)留下來，過上穩(wěn)定安樂的好日子。
豐寧抽水蓄能電站施工期間，充分吸納當(dāng)?shù)貏趧?wù)人員，工程建設(shè)高峰期作業(yè)人員達(dá)4000人，拉動(dòng)地方GDP增長超過422億元。目前工程累計(jì)使用鋼筋13.6萬噸、鋼板4.3萬噸、承德本地水泥80萬噸，顯著帶動(dòng)當(dāng)?shù)鼐蜆I(yè)投資與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
高山出平湖，綠水繞青山。國家電網(wǎng)有限公司積極擔(dān)當(dāng)作為，全力抓好抽水蓄能電站建設(shè)，經(jīng)營區(qū)抽水蓄能電站在運(yùn)、在建規(guī)模分別達(dá)2716萬千瓦、4798萬千瓦，為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、促進(jìn)清潔能源消納貢獻(xiàn)國網(wǎng)力量。
原標(biāo)題：超級(jí)“充電寶”助力綠色冬奧
寧德時(shí)代吳凱...
天合光能陳奕...
劉巖: 追光行...
黃震院士：大...