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世界最大抽水蓄能电站投产发电

能源发展网 发布时间:2022-01-05 00:00:00

由中国电建设计施工的河北丰宁抽水蓄能电站,将为北京冬奥会实现100%绿色电能供应提供可靠保障

□ 钟洪明 李俊敏

2021年12月30日,由中国电建设计施工的世界最大抽水蓄能电站——河北丰宁抽水蓄能电站首批机组正式投产发电,将为北京冬奥会历史上首次实现100%绿色电能供应提供可靠保障。

该项目总装机容量360万千瓦,分两期开发,同期建设,一二期各180万千瓦,被誉为世界最大的“充电宝”和抽蓄电站领域的“百科全书”。电站枢纽建筑物主要由上水库、下水库、输水系统、地下厂房及开关站组成,共安装12台单机容量为30万千瓦的单级混流可逆式水泵水轮发电电动机组。其中两台为变速机组。

丰宁电站建设创造了抽水蓄能电站四项“第一”:装机容量世界第一。共安装12台30万千瓦单级可逆式水泵水轮发电电动机组,总装机360万千瓦,为世界抽水蓄能电站之最。储能能力世界第一。12台机组满发利用小时数达10.8小时,是华北唯一具有周调节性能的抽水蓄能电站。地下厂房规模世界第一。地下厂房单体总长度414米,高度54.5米,跨度25米,是最大的抽水蓄能地下厂房。地下洞室群规模世界第一。丰宁电站地下洞室多达190条,总长度50.14千米,地下工程规模庞大。

中国电力建设集团有限公司(以下简称“中国电建”)旗下有8家成员企业参加了工程建设。其中,北京院承担了勘测设计工作,水电三局承担了引水系统及金属结构安装,水电七局、水电十四局承担了地下厂房工程,水电三局、水电七局联合体承担了机电安装,华东院承担了工程监理工作,西北院承担了安全监测和土建试验,成都院和中南院承担了物探检验检测工作。

项目一二期工程分别于2013年5月29日、2015年9月23日开工建设。建设过程中,中国电建设计施工团队践行“两山”理论,积极建设环境友好型抽水蓄能电站典范,最大限度保护现有自然生态,通过景观表现传承和延伸草原电站文化,提升电站整体视觉效果。设计方北京院推动采用交流励磁变速机组,配合张北柔性直流电网实现孤网运行,填补了国内水电行业空白;水电三局在斜井导井开挖中,在国内抽水蓄能行业率先采用定向钻精确开孔,反井钻反拉形成导井施工技术,出钻点偏差在50厘米以内,达到世界先进水平;水电七局在地下厂房顶拱支护中,采用主动防护网倒挂方式加强支护,开创了国内水电先例,确保了厂房稳定和后续施工安全,成功解决了超大规模地下洞室群稳定问题;水电三局水电七局联合体推广使用布料机浇筑机组混凝土,使用BIM软件进行电缆敷设,在我国抽水蓄能行业尚属首次。

该电站建设实现了三个“首次”。首次实现抽蓄电站接入柔性直流电网。电站接入张北柔直换流站,发挥负荷调节和区域稳定协调控制作用,有效实现新能源多点汇集、风光储多能互补、时空互补、源网荷协同,支撑具有网络特性的直流电网高可靠高效率运行。首次在国内采用大型变速抽水蓄能机组技术。电站二期工程采用两台交流励磁变速机组,与传统定速机组相比,具有水泵功率有效调节、运行效率更高、调度更灵活等优越性。首次系统性攻克复杂地质条件下超大型地下洞室群建造关键技术,为今后抽蓄大规模开发建设提供了技术保障和工程示范。

作为京津冀电网的主要调节电源,具有调峰、调频、调相、储能、系统备用和黑启动等“六大功能”,被誉为托起京津冀能源电力转型的“金钥匙”,是该区域电网构建以新能源为主体的新型电力系统的关键所在。电站的建设对于确保电网安全、促进新能源消纳、促进首都经济圈生态环境保护、助力实现碳达峰碳中和目标具有重要意义。

据了解,丰宁抽水蓄能电站12台机组将于2024年全部实现投产发电,每年可消纳过剩电能87亿千瓦时,年发电量62.88亿千瓦时,可满足260万户家庭一年的用电,年节约标准煤48万吨,减少碳排放120万吨,相当于造林24万余亩。

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