中國儲能網(wǎng)訊：盛夏時節(jié)，烈日炎炎。在草木蔥郁的深山之處，一座座抽水蓄能電站猶如一個個綠色的“糧倉”，將大好“風(fēng)光”存入山河，為電網(wǎng)高質(zhì)量輸送綠色電能。迎峰度夏期間，國家電網(wǎng)有限公司充分發(fā)揮抽水蓄能機組快速啟動、靈活調(diào)節(jié)的作用，提升大電網(wǎng)資源配置效率，加快新機組投產(chǎn)發(fā)電，為保障電力供應(yīng)、促進新能源消納和推動能源綠色低碳轉(zhuǎn)型作出貢獻。
靈活調(diào)節(jié) 做好“風(fēng)光”消納
6月以來，全國各地氣溫持續(xù)攀升，電網(wǎng)進入迎峰度夏保供階段，對靈活性調(diào)節(jié)電源的需求不斷提升。
抽水蓄能電站是當(dāng)前技術(shù)最成熟、經(jīng)濟性最優(yōu)、最具大規(guī)模開發(fā)條件的綠色調(diào)節(jié)電源，與風(fēng)電、光伏發(fā)電、核電、火電等配合效果較好，在保障電力供應(yīng)、確保電網(wǎng)安全、促進新能源消納方面發(fā)揮重要作用。
深山之中，抽水蓄能電站建有上下兩個水庫，在電力系統(tǒng)負(fù)荷低谷時利用富余電能將水從下水庫抽到上水庫儲存起來，在負(fù)荷高峰時將上水庫儲存的水放到下水庫進行發(fā)電，具有調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相、儲能、系統(tǒng)備用和黑啟動等“六大功能”，是電網(wǎng)重要的“調(diào)節(jié)器”“穩(wěn)壓器”和“充電寶”。
“自去年11月首臺機組投運以來，阜康抽水蓄能電站時刻保持高強度運行，每天運行10小時以上。迎峰度夏期間，電站白天用電抽水，凌晨過后放水發(fā)電，每天機組運行差不多20小時，對促進西北地區(qū)風(fēng)電、光伏等新能源消納，助力‘疆電外送’起到重要作用?！眹W(wǎng)新源新疆阜康抽水蓄能有限公司設(shè)備管理部兼運行管理部主任左建說。
新疆是我國重要的綜合能源基地之一，近年來，新疆全面布局“風(fēng)光”產(chǎn)業(yè)鏈，新能源發(fā)展實現(xiàn)“加速跑”。截至7月12日，新疆新能源發(fā)電裝機規(guī)模超8000萬千瓦，占新疆總裝機的近一半，風(fēng)光項目裝機將成為新疆新增裝機的主要來源。
當(dāng)前，新型電力系統(tǒng)建設(shè)正在加快推進，新能源滲透比例不斷提高，源荷兩端隨機性、波動性加大，電力系統(tǒng)“雙高雙峰”特點愈發(fā)突出，對緊急事故支撐、新能源消納和系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)提出了新的要求。抽水蓄能依托容量大、工況多、速度快、可靠性高、經(jīng)濟性好等“五大技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢”，在電力系統(tǒng)中的作用得到進一步拓展。
阜康抽水蓄能電站是我國西北地區(qū)首座投產(chǎn)發(fā)電的抽水蓄能電站，電站總裝機容量120萬千瓦，可平抑新能源出力波動性，實現(xiàn)電能的余缺互濟、時空互補，有力支撐新疆“風(fēng)光火儲一體化”大型綜合能源基地建設(shè)。
“迎峰度夏期間機組運行時間長，每天停機三四個小時且時間不連續(xù)，運維人員只能在凌晨三四點才有時間檢修消缺。雖然很辛苦，但大家都認(rèn)為電站剛投運不久，正是學(xué)習(xí)提升的好時機，干勁都很足。”左建介紹。
作為負(fù)責(zé)國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)建設(shè)和運營抽水蓄能電站的全資子公司，國網(wǎng)新源集團有限公司為服務(wù)迎峰度夏電力保供，加強抽蓄機組運維管理，合理安排機組定檢消缺，確保機組在關(guān)鍵時刻“開得啟、頂?shù)蒙?、穩(wěn)得住”。同時做好電站黑啟動準(zhǔn)備和應(yīng)急處置準(zhǔn)備，確保緊急情況下通信暢通。
據(jù)統(tǒng)計，今年6月，北京十三陵、河北潘家口、河南寶泉、河北豐寧、山東沂蒙等抽水蓄能電站充分利用午間用電負(fù)荷低谷期，保持機組滿負(fù)荷抽水運行，配合電網(wǎng)消納午間光伏、風(fēng)電等新能源。
“豐寧抽水蓄能電站緊鄰京津冀負(fù)荷中心和冀北千萬千瓦級新能源基地，且接入張北柔性直流電網(wǎng)，助力清潔能源外送。夏天光伏發(fā)電量大，最近電站11臺機組白天滿負(fù)荷抽水，助力新能源消納。晚上用電高峰時放水發(fā)電，為京津地區(qū)送去源源不斷的綠色電能?！眹W(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能有限公司運行部副主任趙日升說。
當(dāng)前，我國大力推動新能源高質(zhì)量發(fā)展，對電網(wǎng)的系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力提出更高要求。抽水蓄能電站作為綠色、低碳、清潔、靈活的調(diào)節(jié)電源，能夠有力促進新能源大規(guī)模、高比例接入電網(wǎng)。
國家電網(wǎng)加快核準(zhǔn)在建及納入規(guī)劃的抽水蓄能項目建設(shè)，積極爭取優(yōu)質(zhì)站址資源，支持支撐性、調(diào)節(jié)性電源建設(shè)和儲能規(guī)模化應(yīng)用。今年上半年，國家電網(wǎng)開工建設(shè)安徽岳西抽水蓄能電站，建成投運新疆阜康、遼寧清原等10臺抽蓄機組，其中福建廈門、重慶蟠龍2座抽水蓄能電站實現(xiàn)全面投產(chǎn)發(fā)電。
迅速響應(yīng) 保障電力供應(yīng)
當(dāng)前高溫天氣持續(xù)，用電負(fù)荷快速攀升。中國電力企業(yè)聯(lián)合會預(yù)計，迎峰度夏期間，全國最高用電負(fù)荷比2023年增加1億千瓦左右，如果出現(xiàn)持續(xù)大范圍極端高溫天氣，最高用電負(fù)荷可能增加到1.3億千瓦。
抽水蓄能機組啟停靈活、反應(yīng)速度快、調(diào)峰能力強，能快速響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度，全力保障迎峰度夏用電需求。
長三角地區(qū)是我國的經(jīng)濟重鎮(zhèn)，電力需求巨大。入夏以來，浙江仙居、安徽瑯琊山、安徽金寨等抽水蓄能電站保持滿抽滿發(fā)運行方式，持續(xù)為華東電網(wǎng)提供靈活調(diào)節(jié)電源。今年上半年，安徽金寨抽水蓄能電站綜合利用小時數(shù)高達1698小時，位居華東電網(wǎng)調(diào)度的10家抽水蓄能電站首位。
每晚8時，安徽金寨抽水蓄能電站地下廠房都隆隆作響，4臺抽蓄機組頻繁啟動，高速運轉(zhuǎn)，為用電晚高峰放水發(fā)電。“迎峰度夏期間，我們電站每天下午6時至晚上12時放水發(fā)電，為安徽晚高峰用電提供保障。凌晨1時后抽水蓄能，為第二天的發(fā)電蓄積能量?！眹W(wǎng)新源安徽金寨抽水蓄能有限公司設(shè)備部（機電部、物流中心）主任王少華說。
近年來，由于夏季氣溫偏高，經(jīng)濟社會快速發(fā)展，安徽省用電負(fù)荷不斷增長，對抽水蓄能電站頂峰出力的需求更加強烈。
為完成迎峰度夏保供電任務(wù)，安徽金寨抽水蓄能電站在6月15日前完成檢修工作。針對迎峰度夏期間氣溫高、機組運行時間長的特點，運維人員每天對大功率電機、水泵、油泵的接線端子、電纜接頭進行排查緊固，利用紅外成像儀進行觀測，避免機組長時間高溫運行導(dǎo)致過熱問題，特別增加了晚高峰（晚上8~9時）4臺機組發(fā)電期間的紅外測溫特巡，確保機組安全可靠運行。
王少華2008年參加工作，見證了我國抽水蓄能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展?！拔覄?cè)肼殨r，抽水蓄能機組的國產(chǎn)化設(shè)備還處于學(xué)習(xí)外國設(shè)備的階段，設(shè)備故障較多，電站很難長時間高強度運行。經(jīng)過十多年的發(fā)展，我國抽水蓄能機組的國產(chǎn)化設(shè)備已經(jīng)非常成熟，設(shè)備的各項性能都很優(yōu)秀，這為迎峰度夏期間機組的高強度運行提供了保障?！蓖跎偃A說。
目前，我國在定速抽水蓄能機組技術(shù)方面已經(jīng)取得了長足進步，不但一舉破除了國外長達20多年的技術(shù)壟斷，還在涉及機組安全性和穩(wěn)定性的關(guān)鍵技術(shù)方面對國外實現(xiàn)了超越。
國網(wǎng)新源集團密切關(guān)注不同地區(qū)系統(tǒng)運行方式、調(diào)節(jié)需求和各電站運行特點，做好電源出力特征和新能源消納情況分析，把提高設(shè)備健康水平、確保機組運行可靠、應(yīng)急響應(yīng)迅速、隨調(diào)隨啟擺在首位，充分發(fā)揮抽水蓄能電站靈活調(diào)節(jié)和關(guān)鍵支撐作用，切實增強電網(wǎng)安全韌性。
為降低對電網(wǎng)的影響，浙江天荒坪、江蘇宜興、安徽績溪、浙江仙居等抽水蓄能電站充分利用周末負(fù)荷低谷開展機組定檢消缺，全力支撐電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。
投產(chǎn)提速 有力支撐電網(wǎng)
進入“十四五”時期，我國發(fā)展抽水蓄能的步伐明顯加快，各種利好政策也紛至沓來，抽水蓄能產(chǎn)業(yè)迎來黃金發(fā)展期。
國網(wǎng)新源集團加強統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，落實機組調(diào)試期間安全管控措施，高效推進迎峰度夏期間新疆阜康、河北豐寧、遼寧清原、江蘇句容等抽水蓄能電站新機組如期投運，為電力保供提供更強支撐。
8月11日，國內(nèi)首臺大型交流勵磁變速抽水蓄能機組——河北豐寧抽水蓄能電站12號機組順利完成15天試運行，正式投產(chǎn)發(fā)電，標(biāo)志著國內(nèi)首次引進技術(shù)、引進設(shè)備的“雙引進”大型交流勵磁變速抽水蓄能機組在豐寧抽水蓄能電站成功應(yīng)用落地。
引進變速機組，是國網(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能有限公司機電部主任陳磊的心頭大事。學(xué)習(xí)國外先進技術(shù)、與外國公司數(shù)次接洽、制訂技術(shù)方案、安裝調(diào)試……從電站建設(shè)開始，陳磊緊盯引進變速機組的每個環(huán)節(jié)，一項都沒落下。
與定速機組相比，變速機組在抽水工況運行時可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)輸入功率，通過調(diào)整轉(zhuǎn)子交流勵磁（為發(fā)電機等提供工作磁場的設(shè)備）電流，實現(xiàn)有功功率快速調(diào)節(jié)。
“以一臺30萬千瓦的機組為例，定速機組的功率調(diào)節(jié)范圍有限，需要頻繁啟停機。而變速機組的功率可以在22萬至30萬千瓦之間調(diào)節(jié)，更加柔性地響應(yīng)電網(wǎng)需求?！标惱诮榻B，變速機組可以讓風(fēng)電、光伏等波動性新能源更加穩(wěn)定地接入電網(wǎng)，為大規(guī)模發(fā)展新能源提供有利條件。
在響應(yīng)電網(wǎng)速度方面，變速機組同樣具有優(yōu)勢?！岸ㄋ贆C組一般在2秒內(nèi)響應(yīng)電網(wǎng)，而變速機組可以在200毫秒內(nèi)響應(yīng)電網(wǎng)，更好地發(fā)揮調(diào)節(jié)作用?！标惱谡f。
變速機組的運行還考驗著運維人員的能力。趙日升介紹，在變速機組安裝調(diào)試階段，運維人員全程參與外國專家的調(diào)試工作，努力提高運維能力，為運營好國內(nèi)首臺變速機組打下堅實基礎(chǔ)。
近年來，國家電網(wǎng)加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)和新型能源體系，有序建設(shè)抽水蓄能電站，為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行、清潔能源消納增添動能。預(yù)計今年年底前，江蘇句容、陜西鎮(zhèn)安、浙江寧海等抽水蓄能電站還將有10臺機組投產(chǎn)發(fā)電，全年新投產(chǎn)裝機容量將超過620萬千瓦。
6月18日，浙江省2024年迎峰度夏重點工程——寧海抽水蓄能電站500千伏送出工程投運，標(biāo)志著寧波首座大型抽水蓄能電站——國網(wǎng)新源浙江寧海抽水蓄能電站正式接入浙江電網(wǎng)，電站首臺機組投產(chǎn)進入倒計時。
寧海抽水蓄能電站位于浙江省寧波市寧?？h，是國家能源局“十三五”規(guī)劃重點建設(shè)項目、浙江省重點工程。該電站總裝機容量140萬千瓦，安裝4臺35萬千瓦可逆式水泵水輪發(fā)電機組，設(shè)計年平均發(fā)電量14億千瓦時，抽水電量18.67億千瓦時，建成后將承擔(dān)電力系統(tǒng)調(diào)峰、填谷、儲能、調(diào)頻、調(diào)相和緊急事故備用等任務(wù)，進一步助力浙江能源綠色低碳轉(zhuǎn)型。
7月23日，江蘇句容抽水蓄能電站完成1號機組首次發(fā)電方向試驗。
為確保調(diào)試工作安全高效開展，句容抽水蓄能電站合理安排試驗項目，聯(lián)合各參建單位對機組進行全面檢查，逐一核對安全措施。實驗過程中，各相關(guān)人員嚴(yán)格按照方案，依次進行手動開機、緊急停機、升速停機及動平衡試驗，機組設(shè)備運行平穩(wěn)，各項數(shù)據(jù)良好，1號機組首次發(fā)電方向試驗完成。
以山為勢，化水為能。深山之處，一座座抽水蓄能電站將發(fā)揮出經(jīng)濟社會環(huán)保效益，讓我們的生活綠意更濃、綠能更足。
抽水蓄能概況（2023）
資源儲量
●已納入規(guī)劃和儲備的抽水蓄能站點資源總量約8.23億千瓦/50億千瓦時
開發(fā)情況
抽水蓄能累計投產(chǎn)規(guī)模突破5000萬千瓦
●2023年，新增投產(chǎn)抽水蓄能515萬千瓦，西北區(qū)域抽水蓄能投產(chǎn)實現(xiàn)零的突破
●年度核準(zhǔn)抽水蓄能電站49座，總?cè)萘?343萬千瓦/4.0億千瓦時
建設(shè)特點
●在建項目機組呈現(xiàn)高水頭、大單機容量趨勢
●水庫大壩以面板堆石壩為主，100米級高壩占比逐漸增加
●輸水系統(tǒng)立面長斜井布置方案應(yīng)用增加，能充分發(fā)揮輸水線路相對較短、水頭損失相對較小的優(yōu)勢
●硬巖掘進機（TBM）施工技術(shù)應(yīng)用范圍逐步增大
利用情況
●全國總體以“兩抽兩發(fā)”運行模式為主，抽發(fā)電量同比增長均超過17.9%，抽水啟動次數(shù)同比增長18.2%，發(fā)電啟動次數(shù)同比增長10.0%
●華北等區(qū)域午間抽水消納新能源需求已經(jīng)顯著高于夜間抽水填谷需求
●全年參與調(diào)頻共7090臺次，抽水調(diào)相工況旋轉(zhuǎn)備用達2216臺次，有效應(yīng)對日益增長的系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)需求
來源：《中國可再生能源發(fā)展報告2023年度》
