豐寧抽水蓄能電站投產(chǎn)發(fā)電
“超級充電寶” 賦能京津冀
“超級充電寶” 賦能京津冀
圖為豐寧抽水蓄能電站上水庫。(本報資料片)河北日報通訊員 宋延慧攝
燕山迤邐,灤河蜿蜒。承德市豐寧滿族自治縣境內(nèi),海河流域灤河干流上游,距北京市直線距離180千米、距承德市直線距離150千米的群山之間,一片湖水清澈明亮。世界規(guī)模最大的抽水蓄能電站——豐寧抽水蓄能電站就位于這里。2021年12月30日,該電站投產(chǎn)發(fā)電。來自張北的電能在這里轉(zhuǎn)化儲存,再從這里源源不斷地輸送到千家萬戶。
提高電力系統(tǒng)調(diào)峰能力,促進新能源高效消納
走進豐寧抽水蓄能電站地下廠房,只見洞室群縱橫交錯、上下連通,仿佛進入了恢弘的宮殿,不由得驚嘆于現(xiàn)代科技的發(fā)達(dá)。
之所以有這樣的效果,是因為電站首次將機場、體育場館、軌道交通、港珠澳大橋等的智能照明設(shè)計理念大規(guī)模應(yīng)用至水電行業(yè)。設(shè)計者們根據(jù)運維要求設(shè)置了網(wǎng)絡(luò)化智能照明系統(tǒng),實現(xiàn)了龐大工程樞紐的地下、地面建筑物群照明系統(tǒng)的智能控制和運維,提高了電站運營管理效率,創(chuàng)造出運行智能、維護方便、節(jié)能、安全、舒適的光環(huán)境。
安全運行的蓄能機組吸引著人們的目光。
緊鄰京津冀負(fù)荷中心和冀北千萬千瓦級新能源基地,豐寧抽水蓄能電站共安裝12臺單機容量30萬千瓦機組,總裝機規(guī)模達(dá)到360萬千瓦,年設(shè)計發(fā)電量66.12億千瓦時,年抽水電量87.16億千瓦時,為世界上裝機規(guī)模最大的抽水蓄能電站。
該工程分兩期建設(shè)。2012年8月,國家發(fā)改委核準(zhǔn)批復(fù)一期工程,2013年5月,一期工程開工建設(shè)。2015年7月,河北省發(fā)改委核準(zhǔn)批復(fù)二期工程,2015年9月,二期工程開工建設(shè)。2016年,兩期工程實現(xiàn)同步建設(shè)。電站分為上水庫、下水庫、輸水系統(tǒng)和地下廠房系統(tǒng)。
目前,豐寧抽水蓄能電站已經(jīng)接入張北柔直電網(wǎng)和華北500千伏電網(wǎng),首批兩臺機組投運,可提供60萬千瓦出力,顯著推動了冬奧舉辦城市北京和張家口廣泛使用清潔能源,為京津冀區(qū)域提供著綿綿不絕的綠色動力。按照計劃,2024年上半年,12臺機組將全部投產(chǎn)運行。
變速蓄能機組的采用提升了電站的技術(shù)水平。
在來自北京專家團隊的設(shè)計指導(dǎo)下,豐寧抽水蓄能電站采用了兩臺變速蓄能機組,填補了國內(nèi)空白,具有劃時代意義。變速蓄能機組除了具備定速蓄能機組的功能外,還具有頻率自動控制、有功功率高速調(diào)節(jié)、水泵在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)以及機組運行更穩(wěn)定、效率更高等優(yōu)點。相比定速蓄能機組,變速蓄能機組能夠更有效服務(wù)電網(wǎng)的正常運行。
國家電網(wǎng)有限公司董事長辛保安表示,豐寧抽水蓄能電站的投用正當(dāng)其時。
以前,冀北光電資源豐富,但受光照強度影響,功率波動大,電能利用存在瓶頸。同時,京津冀區(qū)域?qū)τ诰G色電能有著巨大需求。在這種情況下,儲能裝置的建設(shè)被頻頻提及。
儲能方式并非只有抽水蓄能一種。據(jù)了解,目前的儲能裝置大體可分為機械儲能(抽水蓄能、壓縮空氣、飛輪)、電磁儲能(超導(dǎo)、電容器)和化學(xué)儲能(電池)。相比于其他儲能方式,抽水蓄能具有資金投入少、設(shè)備壽命長、儲能規(guī)模大、轉(zhuǎn)換效率高、技術(shù)成熟、運行條件簡便、清潔環(huán)保等特點,是當(dāng)前技術(shù)最成熟、最具大規(guī)模開發(fā)條件的電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)裝置。
新近建成投用的豐寧抽水蓄能電站也具備了這些特點。借助于變速蓄能機組和定速蓄能機組,豐寧抽水蓄能電站運行方式更靈活、響應(yīng)速度更快,可有效提高電力系統(tǒng)調(diào)峰能力,滿足風(fēng)電、太陽能發(fā)電快速增長所增加的部分調(diào)峰需求,促進新能源高效消納。同時,該電站的建設(shè)也為當(dāng)?shù)卮笠?guī)模發(fā)展新能源提供了有利條件。
全部機組投產(chǎn)后,電站可以提供720萬千瓦的電力調(diào)節(jié)能力,12臺機組滿發(fā)利用小時數(shù)達(dá)到10.8小時,將成為華北地區(qū)唯一具有周調(diào)節(jié)性能的抽水蓄能電站。
作為世界最大的“超級充電寶”,該電站一次蓄滿可儲存新能源電量近4000萬千瓦時,全年可消納新能源87億千瓦時。
隨著“雙碳”目標(biāo)的提出,豐寧抽水蓄能電站的基礎(chǔ)性、綜合性、公共性特點更為凸顯。由于蓄能電站一般與火電、核電、風(fēng)電等配合運行,可有效減少火電機組開停機次數(shù),節(jié)省額外燃料消耗,相應(yīng)減少了污染物排放及其治理費用。據(jù)專家估算,豐寧抽水蓄能電站每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤48萬噸,減少二氧化碳排放120萬噸。
打造“京北小江南”,帶動經(jīng)濟社會發(fā)展
漫步電站下水庫旁,水面宛如銀鏡,看不到一絲漣漪,且水非常清澈。當(dāng)?shù)厝罕姼嬖V記者,與之形成鮮明對照的是,幾年前,他們經(jīng)??吹酵募钡暮恿鞴鼟吨嗌碀L滾而來,這里曾是遠(yuǎn)近聞名的“流沙河”。
原來,該水庫是在原豐寧水庫基礎(chǔ)上修建。由于上游區(qū)域以前因過度放牧砍伐,植被破壞嚴(yán)重,加之西山灣水庫建成后,改變了這里的水沙關(guān)系,使得該水庫泥沙淤積嚴(yán)重。如果這種運行方式持續(xù)下去,經(jīng)分析,40年后,該水庫調(diào)節(jié)庫容將損失殆盡。
如何妥善解決泥沙淤積問題、大幅改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境成為關(guān)鍵問題之一。
專業(yè)團隊研究論證后提出,通過設(shè)置攔沙壩將下水庫分為蓄能專用下水庫和攔沙庫兩部分。同時,考慮到攔沙庫上游存在一個天然“S”形河道,極易造成泥沙淤積,專家們決定“S”彎段需就彎取直,設(shè)置導(dǎo)沙明渠,并與下游泄洪排沙洞組合增強排沙能力。
如今,這一設(shè)想已經(jīng)成為現(xiàn)實。靜謐的水面已不見流沙蹤影。這樣的設(shè)計將保障水庫的持續(xù)運行。根據(jù)論證,運行至50年時,攔沙庫仍能維持一定的蓄水補水功能,專用下水庫剩余庫容能夠滿足電站所需要的有效庫容需求。
攔住去路的“流沙河”就這樣被降服。一個具有江南風(fēng)韻的水面出現(xiàn)在群山之間,成為人們休閑觀光的好去處。
國家電網(wǎng)有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,豐寧抽水蓄能電站在建設(shè)過程中嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)保、水保要求,累計完成環(huán)保、水保投資約2.1億元。
主動配合灤河水環(huán)境治理,工程新建設(shè)施調(diào)蓄泥沙,累計清理工程區(qū)灤河干流底部數(shù)十年沉積淤泥100余萬立方米;采用植被混凝土、植生袋護坡、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。
近期,在豐寧發(fā)現(xiàn)黑鸛、白天鵝的消息不斷傳來。豐寧抽水蓄能電站建設(shè)過程中,建設(shè)者們積極改善灤河濕地生態(tài)環(huán)境,增加工程區(qū)內(nèi)濕地面積800余畝,吸引了黑鸛、白天鵝等珍稀鳥類棲息、繁衍。
電站的建設(shè),改變的不只是生態(tài)環(huán)境。
豐寧抽水蓄能電站總投資192億元,建設(shè)周期長達(dá)7年有余,具有帶動力強、中長期經(jīng)濟效益顯著等特點。它的建設(shè)大幅改善了當(dāng)?shù)亟煌ê蜕罨A(chǔ)設(shè)施,同時也帶動了當(dāng)?shù)仉姽ぱb備、用能設(shè)備、原材料等上下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
數(shù)據(jù)顯示,豐寧抽水蓄能電站建設(shè)高峰期作業(yè)人員達(dá)4000人,工程累計使用鋼筋13.6萬噸、鋼板4.3萬噸、承德本地水泥近80萬噸,拉動地方GDP增長超過422億元。
隨著生態(tài)環(huán)境的不斷好轉(zhuǎn)和工程建設(shè)的逐步完成,“京北小江南”成為不少人對電站水庫的別稱。京津等地游客不時來電站水庫周邊游覽,電站帶來的社會效益、生態(tài)效益和經(jīng)濟效益逐漸顯現(xiàn)。
原標(biāo)題:河北豐寧抽水蓄能電站為京津冀調(diào)節(jié)輸送巨量綠色電能