7月25日零時，世界裝機(jī)容量最大的抽水蓄能電站——國網(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能電站（以下簡稱“國網(wǎng)新源豐寧電站”）地下廠房,，國內(nèi)首臺大型交流勵磁變速抽水蓄能機(jī)組投入試運行,。

從2013年5月開工，國網(wǎng)新源豐寧電站建設(shè)者們用11年多的時間實現(xiàn)了世界最大抽水蓄能電站自主設(shè)計和建設(shè),，創(chuàng)造了我國抽水蓄能發(fā)展史上多個紀(jì)錄,，為我國抽蓄電站建設(shè)積累了寶貴經(jīng)驗、夯實了技術(shù)基礎(chǔ),。

今年年底,，12臺機(jī)組全部投產(chǎn)發(fā)電后，這座世界最大的“超級充電寶”每年可供應(yīng)綠電66億千瓦時,，能滿足260萬戶家庭一年的用電需求,。

這是7月24日拍攝的國網(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能電站上水庫與下水庫。河北日報記者 田明攝

削峰填谷

“超級充電寶”這樣運行

豐寧滿族自治縣四岔口鄉(xiāng)永利村群山間,，兩座碧波蕩漾的水庫,，如兩顆寶石鑲嵌在山谷間、山巔上,。條條銀線,、座座鐵塔，從天際一端翻山越嶺而來，又奔向遠(yuǎn)方,。

河北省承德,、張家口壩上地區(qū)風(fēng)光資源富集，風(fēng)電,、光伏裝機(jī)規(guī)模均突破千萬千瓦級,。然而，因風(fēng)機(jī),、光伏發(fā)電具有波動性,、隨機(jī)性，在電網(wǎng)用電低谷時,，會產(chǎn)生過剩電能,。如何消納過剩綠電，關(guān)系清潔能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展大局,。

“相比其他儲能方式,，抽水蓄能具有設(shè)備壽命長、儲能規(guī)模大,、轉(zhuǎn)換效率高,、技術(shù)成熟等優(yōu)勢，是當(dāng)前儲能主力軍,。”7月24日,，國網(wǎng)新源豐寧電站工程部高級工程師賈晉說，抽蓄電站主要由上水庫,、輸水系統(tǒng),、地下廠房、下水庫等組成,，是為解決電網(wǎng)負(fù)荷高峰和低谷之間供需矛盾而生,。在電網(wǎng)負(fù)荷低谷時，它利用過剩電能將下水庫的水抽至上水庫,，將電能轉(zhuǎn)化為水的勢能儲存起來；待負(fù)荷高峰時,，再從上水庫放水發(fā)電,，將低谷過剩電能轉(zhuǎn)換為高峰優(yōu)質(zhì)電能，顯著提高電網(wǎng)削峰填谷能力,。

早在1995年,，國網(wǎng)新源豐寧電站便開始謀劃建設(shè)，選址,、勘測,、設(shè)計等前期工作歷時18年。2013年5月，總裝機(jī)容量達(dá)360萬千瓦,、世界最大的抽蓄電站正式開工建設(shè),。

在建設(shè)中，國網(wǎng)新源豐寧電站攻克復(fù)雜地質(zhì)條件下超大型地下洞室群建造關(guān)鍵技術(shù)等一道道難關(guān),，建成了世界規(guī)模最大的地下洞室群和單體地下廠房,。

2021年12月，國網(wǎng)新源豐寧電站首批兩臺機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電,。截至目前,，已有10臺機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。

電站2號通風(fēng)洞位于海拔1000米左右的半山腰,，記者驅(qū)車進(jìn)入隧道,，向山腹內(nèi)行駛1.7公里后，到達(dá)地下廠房,。在長414米,、寬25米的發(fā)電機(jī)層，12臺機(jī)組滑環(huán)室如白色蒙古包般一字排列,。

“我們剛剛對機(jī)組進(jìn)行了巡檢,，設(shè)備狀態(tài)一切正常。”國網(wǎng)新源豐寧電站運行部負(fù)責(zé)人趙日升說,，近日天氣持續(xù)高溫,，京津唐電網(wǎng)用電負(fù)荷激增。為保障電網(wǎng)電力供應(yīng),，在運10臺機(jī)組經(jīng)常全部開機(jī),，白天配合新能源消納抽水運行，晚上配合電網(wǎng)負(fù)荷高峰頂峰發(fā)電,。

根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷周期性變化情況,，電站機(jī)組每天大致分4個時間段運行。早上6時至8時,，電網(wǎng)早高峰,，發(fā)電運行；9時至16時,，光伏發(fā)電高峰,，消納新能源抽水運行；17時至22時,，電網(wǎng)晚高峰,，頂峰發(fā)電運行；23時至次日5時,，夜間低谷或配合風(fēng)電消納,，抽水運行。

“抽蓄電站在電網(wǎng)中承擔(dān)著調(diào)峰、調(diào)頻,、調(diào)相,、系統(tǒng)備用、黑啟動等功能,，是現(xiàn)代電力系統(tǒng)重要的穩(wěn)壓器,、調(diào)節(jié)器和存儲器。”趙日升說,，在電網(wǎng)互通互聯(lián)大系統(tǒng)中建設(shè)適當(dāng)規(guī)模的抽蓄電站,，可充分發(fā)揮其與光伏、風(fēng)電運行的互補性,，減少新能源大規(guī)模隨機(jī)并網(wǎng)對系統(tǒng)的沖擊,。同時，在遠(yuǎn)距離特高壓電網(wǎng)的受電端,、中間落點,，甚至電源送端建設(shè)抽蓄電站，還可發(fā)揮其獨有的快速反應(yīng)特性,，有效防范電網(wǎng)發(fā)生故障的風(fēng)險,，防止事故擴(kuò)大和系統(tǒng)崩潰。

7月24日,，國網(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能電站地下廠房內(nèi)即將試運行的12號機(jī)組,。 河北日報記者 田明攝

精準(zhǔn)可靠

國內(nèi)首臺大型抽蓄變速機(jī)組即將投運

7月24日10時50分，國網(wǎng)新源豐寧電站中央控制室人員接到國網(wǎng)華北分部調(diào)度控制中心指令,，啟動一臺機(jī)組,，以300兆瓦滿負(fù)荷狀態(tài)進(jìn)行發(fā)電。操作人員迅速打開電腦控制系統(tǒng),，輸入指令數(shù)值,，按下啟動鍵，隨著機(jī)組運行,，開始為電網(wǎng)輸送綠電,。

“發(fā)電工況下，變速機(jī)組同期并網(wǎng)更快,。定速機(jī)組在勵磁系統(tǒng)投入后到完全并網(wǎng)需要50多秒,，如果是變速機(jī)組，勵磁系統(tǒng)投入后到完全并網(wǎng),，只需2秒鐘。”國網(wǎng)新源豐寧電站機(jī)電部主任陳磊說,。經(jīng)過近半年的安裝調(diào)試,，國內(nèi)首臺大型抽蓄變速機(jī)組已于7月25日進(jìn)入為期15天的試運行，即將正式投產(chǎn)發(fā)電。

地下廠房最左側(cè),，11號,、12號機(jī)組滑環(huán)室明顯比其他10臺機(jī)組大了不少。這兩臺大家伙,，便是我國首次從國外引進(jìn)的變速機(jī)組,。它發(fā)電電動機(jī)轉(zhuǎn)子重475噸，比定速機(jī)組發(fā)電電動機(jī)轉(zhuǎn)子重115噸,。其交流勵磁系統(tǒng)占據(jù)一個400平方米的“單間”,，而定速機(jī)組勵磁控制系統(tǒng)僅有5平方米左右。

變速機(jī)組不僅塊頭大,，本領(lǐng)也更強(qiáng),。“相比定速機(jī)組抽水工況固定300兆瓦輸入功率，變速機(jī)組抽水工況可在220兆瓦至330兆瓦范圍內(nèi)線性調(diào)節(jié),，從而更加靈活響應(yīng)電網(wǎng)指令,，做到按需供應(yīng)。”陳磊說,，如電網(wǎng)中存在260兆瓦的負(fù)荷缺口,，啟動1臺300兆瓦的定速機(jī)組抽水，無法直接平衡電網(wǎng)需求,，而變速機(jī)組可以通過調(diào)整轉(zhuǎn)子勵磁電流,，精準(zhǔn)快速調(diào)至260兆瓦抽水運行，直接滿足電網(wǎng)需求,。

變速機(jī)組還具備較強(qiáng)進(jìn)相運行能力,，可通過交流勵磁實現(xiàn)自啟動，替代外接變頻器及背靠背啟動方式,。其運行時,，可根據(jù)水頭寬度自動改變轉(zhuǎn)速，讓機(jī)組始終保持最佳運行狀態(tài),，提升運行穩(wěn)定性和效率,，更好平衡新能源大規(guī)模接入對電網(wǎng)穩(wěn)定性造成的影響。

輸入電源開關(guān)柜,、交流勵磁變壓器,、變流器、冷卻裝置產(chǎn)自德國,，公共電柜產(chǎn)自奧地利,，交流勵磁母線產(chǎn)自瑞士……雖然變速機(jī)組優(yōu)勢明顯，但此前國內(nèi)沒有安裝,、整組啟動調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)和工作經(jīng)驗,，陳磊和團(tuán)隊面臨嚴(yán)峻考驗,。

為啃下這塊硬骨頭，陳磊組織團(tuán)隊深入研究水輪機(jī),、電機(jī)學(xué)等知識,，多次帶領(lǐng)團(tuán)隊同國外設(shè)備廠商開展交流學(xué)習(xí)。設(shè)備研發(fā)設(shè)計階段,，積極分析轉(zhuǎn)輪開發(fā)邊界條件,，組織變速機(jī)轉(zhuǎn)輪模型開發(fā)優(yōu)化工作，滿足機(jī)組運行性能要求,。機(jī)電安裝調(diào)試階段,，研究引入激光跟蹤儀定子圓度測量、電纜三維敷設(shè)等技術(shù),，實現(xiàn)了新技術(shù)在抽水蓄能電站的首次應(yīng)用,。主機(jī)設(shè)備安裝前，打破常規(guī)優(yōu)化機(jī)組安裝順序,，及時解決轉(zhuǎn)子組裝出現(xiàn)的問題,，為變速機(jī)組設(shè)計制造爭取了時間。

通過分析數(shù)據(jù),、翻閱圖紙資料等方式,，陳磊帶領(lǐng)團(tuán)隊編制了變速機(jī)組質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，鞏固了電站在變速機(jī)組安裝方面的主導(dǎo)地位,。

“經(jīng)過反復(fù)測試,，兩臺變速機(jī)組轉(zhuǎn)速可在負(fù)7%到正6.2%范圍變速，抽水工況功率調(diào)節(jié)范圍為220兆瓦到330兆瓦,。所有指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計要求,。”陳磊說，他們將依托兩臺變速機(jī)組安裝調(diào)試平臺,，培養(yǎng)一批攻關(guān)變速機(jī)組關(guān)鍵技術(shù)的青年技能人才,。同時，全方面總結(jié)數(shù)據(jù)資料,、技術(shù)路線等相關(guān)經(jīng)驗,，為助推變速機(jī)組國產(chǎn)化進(jìn)程貢獻(xiàn)力量。

據(jù)介紹,，今年年底國網(wǎng)新源豐寧電站12臺機(jī)組全部投運后,，每年可節(jié)省標(biāo)煤量48萬噸，減少二氧化碳排放120萬噸,，相當(dāng)于造林24萬余畝,，有力助推京津冀地區(qū)能源清潔低碳轉(zhuǎn)型。

7月24日,，在國網(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能電站地下廠房,，工作人員對即將試運行的12號機(jī)組進(jìn)行檢查確認(rèn),。 河北日報記者 田明攝

產(chǎn)業(yè)集群

打造綠電能源“碼頭”

走進(jìn)豐寧滿族自治縣萬勝永鄉(xiāng)，巨大風(fēng)機(jī)在山嶺間勻速旋轉(zhuǎn),，一排排光伏板在山坡上閃著亮光。

“這是目前河北省規(guī)模最大的風(fēng),、光,、氫、儲,、產(chǎn)一體化基地項目,。項目全部投產(chǎn)后，每年將向京津冀地區(qū)提供綠電18億千瓦時,、綠氫1700萬標(biāo)方,，減排二氧化碳約140萬噸，年產(chǎn)值約7.2億元,。”豐寧滿族自治縣清潔能源中心主任邱艷東說,，目前該基地項目100萬千瓦風(fēng)光電已經(jīng)建成并網(wǎng)，制氫,、加氫項目正在加快推進(jìn),。

截至目前，承德風(fēng)光電累計并網(wǎng)裝機(jī)規(guī)模達(dá)1148萬千瓦,。2021年,、2023年獲批項目及2024年出庫項目全部建成后，風(fēng)光電累計裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到2300萬千瓦以上,。

承德境內(nèi)清潔能源種類多樣,、資源富集，風(fēng)電年平均利用小時數(shù)約2400小時,，光伏年平均利用小時數(shù)約1400小時,，屬于全國風(fēng)光資源二類地區(qū)。今年上半年,，清潔能源發(fā)電量130.3億千瓦時,，分別占全市電力總裝機(jī)和總發(fā)電量的89%和75%。

為有效促進(jìn)新能源消納,，推動清潔能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展,，承德持續(xù)在儲能端發(fā)力。

“承德境內(nèi)有灤河,、潮河,、遼河、大凌河四大水系,，年自生水量37.6億立方米,，加之獨特的自然地理條件和多年礦業(yè)開采形成的人工庫盆,，抽水蓄能發(fā)展?jié)摿^大，具備多元化開發(fā)利用清潔能源的先決條件,。”承德市發(fā)改委主任李浩說,。

承德毗鄰京津、北靠遼蒙,，是華北,、東北地區(qū)綠電進(jìn)京的必經(jīng)通道和中心節(jié)點城市，也是承接京津發(fā)達(dá)地區(qū)產(chǎn)業(yè),、技術(shù),、人才轉(zhuǎn)移和功能疏解的首選之地。該市正積極打造綠色能源“碼頭”,，向京津輸送綠電,、綠氫。

目前,，承德在建抽水蓄能項目3個,，總規(guī)模760萬千瓦。其中,，豐寧360萬千瓦抽蓄項目累計投產(chǎn)10臺機(jī)組,，投產(chǎn)容量300萬千瓦；灤平一期120萬千瓦抽水蓄能項目,、隆化280萬千瓦抽水蓄能項目加快建設(shè),。（河北日報記者陳寶云）

整理/河北日報記者潘文靜 制圖/展茂光

記者手記

為發(fā)展注入澎湃清潔動力

承德是京津冀水源涵養(yǎng)功能區(qū)和京津冀西北部重要生態(tài)環(huán)境支撐區(qū)，在生態(tài)保護(hù)方面肩負(fù)著重大使命,。然而,，改變經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)現(xiàn)狀、加快自身發(fā)展是其必須直面的挑戰(zhàn),。

讓好生態(tài)成為發(fā)展新動力,。為闖出一條“生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展”之路,，承德將清潔能源作為全市重點支柱產(chǎn)業(yè),，努力建設(shè)清潔能源強(qiáng)市。

豐富的風(fēng)能,、太陽能資源,，為清潔能源的開發(fā)提供了廣闊空間。近年來,，一座座風(fēng)機(jī)在山間矗立,，一片片太陽能板在陽光下熠熠生輝。

雖然發(fā)電端不斷邁出新步伐,，但也應(yīng)清醒地認(rèn)識到,，推動清潔能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,，必須培育相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)，形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈,。

積極建設(shè)抽水蓄能電站群,，在儲能端持續(xù)發(fā)力，是承德建鏈,、補鏈,、強(qiáng)鏈的主要舉措。隨著世界裝機(jī)容量最大的豐寧抽水蓄能電站12臺機(jī)組即將全部投產(chǎn)發(fā)電,，灤平、隆化抽水蓄能電站加快建設(shè),，一座座“超級充電寶”正撬動一條完整產(chǎn)業(yè)鏈加速形成,。

承德推進(jìn)清潔能源發(fā)展的生動實踐，是河北加快建設(shè)新型能源強(qiáng)省的縮影,。

2022年,，河北明確提出加快建設(shè)清潔高效、多元支撐的新型能源強(qiáng)省,。2023年11月1日,，《河北省新能源發(fā)展促進(jìn)條例》開始施行。

技術(shù)向上突圍,，產(chǎn)業(yè)聚鏈成群,。截至2023年底，河北可再生能源并網(wǎng)裝機(jī)累計超9300萬千瓦,，占電力總裝機(jī)比重約63%,，兩項均居全國前列。

轉(zhuǎn)型突圍中,，河北堅定地站上新能源發(fā)展賽道,。雖然仍面臨諸多困難和挑戰(zhàn)，但我們只要堅定信念,，持續(xù)努力,，必將實現(xiàn)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的雙贏。（陳寶云）