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,往往會感慨,“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,年均吸引游客超過5萬人。與此同時,該電站還是粵港澳大灣區(qū)的一座綠色“充電寶”。南方電網(wǎng)儲能股份有限公司數(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。國家能源局日前印發(fā)《申請納入抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃重點實施項目技術(shù)要求(暫行)》,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)階段最成熟的儲能方式,將在新型能源體系構(gòu)建中發(fā)揮重要作用。”三峽集團(tuán)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,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。據(jù)深蓄電站工作人員介紹,“如果城市出現(xiàn)大面積停電等極端事件,電站最快可以在120秒內(nèi)啟動機(jī)組,單小時送電能力高達(dá)120萬千瓦時。”
據(jù)了解,深蓄電站是我國可再生能源發(fā)展規(guī)劃中的重點建設(shè)工程,也是西電東送的落點和粵港電網(wǎng)的連接點。截至今年6月底,深蓄電站發(fā)電量近70億千瓦時,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,在安徽省石臺縣群山深處,三峽集團(tuán)安徽石臺抽水蓄能電站地下廠房順利啟動開挖,標(biāo)志著該項目正式進(jìn)入主體工程施工階段。據(jù)悉,該電站是三峽集團(tuán)在安徽投資建設(shè)的首個抽水蓄能電站,共設(shè)計安裝4臺30萬千瓦抽水蓄能機(jī)組,總裝機(jī)120萬千瓦,設(shè)計年均發(fā)電量13.5億千瓦時。三峽建工負(fù)責(zé)人李斌表示,建設(shè)石臺抽水蓄能電站是彰顯三峽集團(tuán)水電開發(fā)能力的一個標(biāo)志,也是助力實現(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,三峽集團(tuán)開辟抽水蓄能發(fā)展新賽道,截至今年6月,三峽集團(tuán)共獲取抽水蓄能項目70個、總裝機(jī)約1億千瓦。華東地區(qū)最大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、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)項目裝機(jī)達(dá)2380萬千瓦,在全國占比約13%。
三峽集團(tuán)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)展的一個縮影。根據(jù)6月底水電水利規(guī)劃設(shè)計總院發(fā)布的《抽水蓄能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告2022》(以下簡稱《報告》),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目共98個。
水電水利規(guī)劃設(shè)計總院黨委委員、副院長趙增海介紹,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。
隨著《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》的實施,抽水蓄能電站的建設(shè)將持續(xù)加快。“三峽集團(tuán)已將高質(zhì)量發(fā)展抽水蓄能業(yè)務(wù)作為奮力實施清潔能源與長江生態(tài)環(huán)保‘兩翼齊飛’的重要支撐。”三峽集團(tuán)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,預(yù)計到2025年,三峽集團(tuán)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,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踐。
例如,在抽水蓄能機(jī)組設(shè)計制造方面,《報告》指出,2022年度,我國已經(jīng)實現(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個項目機(jī)組參數(shù)水平均處于世界前列。
南方電網(wǎng)儲能股份有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,去年5月,由南網(wǎng)儲能投資建設(shè)的梅州、陽江兩座百萬千瓦級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)化最后一塊短板;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)容量最大、世界第一高水頭鋼筋混凝土襯砌水道的抽水蓄能電站。
與此同時,該公司在突破“卡脖子”技術(shù)方面也持續(xù)發(fā)力。今年2月,安裝在南網(wǎng)儲能廣州抽水蓄能電站7號機(jī)組的我國首套300兆瓦抽蓄機(jī)組“元件級”自主可控勵磁系統(tǒng)和調(diào)速器系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行30天。南方電網(wǎng)儲能股份有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,“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。”
原標(biāo)題:抽水蓄能打造新型電力系統(tǒng)“調(diào)節(jié)器”