抽水蓄能打造新型電力系統(tǒng)“調(diào)節(jié)器”

仲夏赤日炎炎，廣東省深圳市鹽田區(qū)的“半山翡翠”公園帶，卻給人們帶來一絲涼意。位于梅沙尖下的小三洲水庫風(fēng)景宜人，人們在此登高望遠(yuǎn)時(shí)，往往會(huì)感慨，在深圳這樣的超一線城市里，竟深藏著一座美麗的電站。

小三洲水庫是深圳抽水蓄能電站（以下簡稱“深蓄電站”）的上水庫，這里湖山相映，成為深圳市民徒步踏青新晉打卡點(diǎn)，年均吸引游客超過5萬人。與此同時(shí)，該電站還是粵港澳大灣區(qū)的一座綠色“充電寶”。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，深蓄電站裝機(jī)容量120萬千瓦，直接接入城市電網(wǎng)，可滿足深圳近1/3的峰谷差需求。

隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)的推進(jìn)，我國抽水蓄能電站正以前所未有的速度加快開發(fā)建設(shè)，抽水蓄能相關(guān)技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展也成為必然要求。提出進(jìn)一步做好抽水蓄能規(guī)劃建設(shè)工作，提高工作質(zhì)量和效率，促進(jìn)抽水蓄能高質(zhì)量發(fā)展。

支撐電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型作用顯現(xiàn)

隨著風(fēng)電和太陽能等可再生能源發(fā)電裝機(jī)占比的不斷提高，我國將形成以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。而新能源的隨機(jī)性、波動(dòng)性決定了新能源并網(wǎng)規(guī)模越大，協(xié)調(diào)平衡調(diào)節(jié)的需求就越大。為此，抽水蓄能等儲(chǔ)能的發(fā)展，成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的必經(jīng)之路。

抽水蓄能作為現(xiàn)階段成熟的儲(chǔ)能方式，將在新型能源體系構(gòu)建中發(fā)揮重要作用。隨著我國碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的提出，新能源開發(fā)步伐加大、占比逐步躍升，亟須大規(guī)模靈活調(diào)節(jié)儲(chǔ)能設(shè)施，配合保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，并有效促進(jìn)新能源消納。

目前，抽水蓄能在支撐電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型方面的作用正逐漸顯現(xiàn)。作為我國首座建于超大型城市中的大型抽水蓄能電站，深蓄電站直接接入深圳城市電網(wǎng)，承擔(dān)著調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相及黑啟動(dòng)等功能，提升了電網(wǎng)調(diào)節(jié)的靈活性，促進(jìn)了清潔能源輸送和消納。如果城市出現(xiàn)大面積停電等極端事件，電站快可以在120秒內(nèi)啟動(dòng)機(jī)組，單小時(shí)送電能力高達(dá)120萬千瓦時(shí)。

據(jù)了解，深蓄電站是我國可再生能源發(fā)展規(guī)劃中的重點(diǎn)建設(shè)工程，也是西電東送的落點(diǎn)和粵港電網(wǎng)的連接點(diǎn)。截至今年6月底，深蓄電站發(fā)電量近70億千瓦時(shí)，每年平均節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約18.57萬噸、節(jié)省天然氣約13.96萬立方米、減排溫室氣體總量約68.18萬噸。

又好又快高質(zhì)量發(fā)展

7月28日，在安徽省石臺(tái)縣群山深處，標(biāo)志著該項(xiàng)目正式進(jìn)入主體工程施工階段。據(jù)悉，該電站是首個(gè)抽水蓄能電站，共設(shè)計(jì)安裝4臺(tái)30萬千瓦抽水蓄能機(jī)組，總裝機(jī)120萬千瓦，設(shè)計(jì)年均發(fā)電量13.5億千瓦時(shí)。建設(shè)石臺(tái)抽水蓄能電站是彰顯水電開發(fā)能力的一個(gè)標(biāo)志，也是助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的又一抓手。

以打造新型電力系統(tǒng)“調(diào)節(jié)器”為抓手，開辟抽水蓄能發(fā)展新賽道，截至今年6月，共獲取抽水蓄能項(xiàng)目70個(gè)、總裝機(jī)約1億千瓦。華東地區(qū)抽水蓄能電站長龍山抽蓄電站全面投產(chǎn)發(fā)電，浙江天臺(tái)、湖北平坦原等9座抽水蓄能電站開工建設(shè)，海南羊林、安徽里莊等20余座抽水蓄能電站前期工作加快推進(jìn)，已建、在建、已核準(zhǔn)項(xiàng)目裝機(jī)達(dá)2380萬千瓦，在全國占比約13%。

在抽水蓄能領(lǐng)域的快速布局，是當(dāng)下我國抽水蓄能行業(yè)發(fā)展的一個(gè)縮影。我國抽水蓄能建設(shè)明顯加快，隨著吉林敦化、浙江長龍山、山東沂蒙、廣東陽江、廣東梅州、黑龍江荒溝等項(xiàng)目陸續(xù)投產(chǎn)，年度投產(chǎn)規(guī)模超過800萬千瓦。截至2022年底，全國在建抽水蓄能項(xiàng)目共98個(gè)。

目前，國內(nèi)抽水蓄能“又好又快高質(zhì)量發(fā)展格局”初步形成，抽水蓄能正在發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，支撐新能源大基地規(guī)劃建設(shè)。以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)電光伏基地和主要流域水風(fēng)光一體化基地亟須建設(shè)抽水蓄能等調(diào)峰儲(chǔ)能電源，以提升風(fēng)電光伏開發(fā)規(guī)模、競爭力和發(fā)展質(zhì)量。

抽水蓄能電站的建設(shè)將持續(xù)加快。已將高質(zhì)量發(fā)展抽水蓄能業(yè)務(wù)作為奮力實(shí)施清潔能源與長江生態(tài)環(huán)保'兩翼齊飛'的重要支撐。預(yù)計(jì)到2025年，抽水蓄能投產(chǎn)規(guī)模達(dá)252.5萬千瓦，總投資超700億元；到2030年，抽水蓄能投產(chǎn)規(guī)模超3000萬千瓦，總投資超2000億元。

關(guān)鍵技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新突破

在抽水蓄能電站建設(shè)加快的同時(shí)，抽水蓄能技術(shù)也在持續(xù)發(fā)展。不僅在工程選址、復(fù)雜地質(zhì)條件、復(fù)雜運(yùn)行條件等方面不斷創(chuàng)新與突破，在工程數(shù)字化、智能化方面也開展了大量有益探索和實(shí)踐。

例如，在抽水蓄能機(jī)組設(shè)計(jì)制造方面，相關(guān)報(bào)告指出，2022年度，我國已經(jīng)實(shí)現(xiàn)800米水頭段、單機(jī)容量40萬千瓦及以上的水泵水輪機(jī)水力研發(fā)；電站運(yùn)行方面，已實(shí)現(xiàn)單機(jī)容量40萬千瓦、額定轉(zhuǎn)速500轉(zhuǎn)/分、額定水頭653米的廣東陽江抽水蓄能電站以及額定水頭超過650米的吉林敦化、浙江長龍山抽水蓄能電站全面投產(chǎn)，3個(gè)項(xiàng)目機(jī)組參數(shù)水平均處于世界前列。

去年5月，由南網(wǎng)儲(chǔ)能投資建設(shè)的梅州、陽江兩座百萬千瓦級(jí)抽水蓄能電站全面投產(chǎn)。其中，梅州抽水蓄能電站完成國產(chǎn)化全套開關(guān)設(shè)備的率先應(yīng)用，補(bǔ)齊抽水蓄能主機(jī)設(shè)備國產(chǎn)化后一塊短板；陽江抽水蓄能電站則成為國內(nèi)在運(yùn)全自主化制造的單機(jī)容量第一高水頭鋼筋混凝土襯砌水道的抽水蓄能電站。

今年2月，安裝在南網(wǎng)儲(chǔ)能廣州抽水蓄能電站7號(hào)機(jī)組的我國首套300兆瓦抽蓄機(jī)組“元件級(jí)”自主可控勵(lì)磁系統(tǒng)和調(diào)速器系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行30天。這標(biāo)志著我國在抽水蓄能成套控制系統(tǒng)設(shè)備國產(chǎn)化的關(guān)鍵技術(shù)研究應(yīng)用上取得了重大突破，成功推進(jìn)抽水蓄能行業(yè)'全國產(chǎn)化'由主機(jī)設(shè)備向控制系統(tǒng)延伸，有力增強(qiáng)我國抽水蓄能產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈的競爭力和安全性。
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