杏彩官方登陆:行业观察 抽水蓄能建设运营的实践与启示

　　抽水蓄能是当前技术最成熟、最具大规模开发条件的电力系统灵活调节装置，具有调峰、调频、调相、储能、系统备用和黑启动等“六大功能”和容量大、工况多、速度快、可靠性高、经济性好等“五大技术经济优势”，在保障大电网安全、促进新能源消纳、提升全系统性能中发挥着重要作用。特别是随着“双碳”目标的提出，以新能源为主体的新型电力系统加快构建，抽水蓄能基础性、综合性、公共性特点更为凸显，是构建新型电力系统的关键支撑和重要组成部分。

　　国家电网公司高度重视抽水蓄能发展，“十三五”以来开工建设了一批重点项目。今年3月，国家电网公司出台构建新型电力系统、加快抽水蓄能开发建设的六项重大举措，对加快抽水蓄能开发建设作出了一系列重大部署。国网新源公司作为国家电网公司集约化、专业化开发建设运营抽水蓄能电站的平台企业，目前，运行抽水蓄能电站21座，容量2122万千瓦；在建抽水蓄能电站30座，容量4218万千瓦；开展可研和预可研抽水蓄能项目超3000万千瓦。荣获国家优质工程金奖、中国建设工程鲁班奖等重要奖项10余项，在抽水蓄能领域积累了丰富的经验，为促进行业持续健康高质量发展作出了创新探索。

　　抽水蓄能电站建设不同于常规水电站和火电厂建设，施工工艺复杂，现场人员多，建设周期长，地下洞室群、斜竖井、高边坡、深基坑等施工作业风险高、难度大，安全优质开展电站建设挑战巨大。新源公司成立之初，我国抽水蓄能处于规模化发展初期，建设标准尚不完善，设计精益化程度不高。施工队伍专业化水平低，施工装备、技术都相对落后。关键机电设备被国外少数公司垄断，大量设备依靠进口。国网新源公司积极应对抽水蓄能建设的复杂艰巨形势，深入研究探索抽水蓄能建设管控特点，主动吸收引进先进技术和管理理念，秉承“安全第一、质量为本”的理念，逐步构建了具有新源特色的建设管控体系，实现了安全、质量、进度、造价、技术和综合“5+1”专业化管控。

　　在标准化建设方面，首次在国内水电行业提出标准化设计、设备和造价理念，编制出版了抽水蓄能电站10个通用设计分册、7个通用设备分册和5个通用造价分册，率先完成通用标准体系建设，并在公司抽蓄项目建设中广泛应用，工程设计质效和本质安全水平得到有效保证。积极推广标准施工工艺和安全文明施工设施标准化建设，编制出版了涵盖4个专业71项标准施工工艺的《施工工艺示范手册》，全面推广清水混凝土、钢制大模板等外观一次成形工艺，工艺质量得到有效提升，充分展现了抽水蓄能电站“工业之美”。

　　在施工技术方面，积极推进机械化施工工艺，在国内首次引入并成功应用推广TBM施工技术，隧洞掘进速度和开挖质量得到显著提高，作业环境得到显著改善。目前，小断面TBM在文登项目的试点工作取得良好成效，开始在公司抽蓄项目全面推广应用。大断面平洞TBM、斜井TBM、可变径TBM和竖井SBM等系列设备应用试点和TBM施工洞室支护方案、定额编制等配套研究工作正在有序开展。针对抽水蓄能电站输水隧洞布置特点，创新应用高精度定向钻结合反井钻进行陡倾角、长斜井开挖施工，树立了斜井施工新标杆。积极应用无人驾驶振动碾、移动式边坡支护台车等新装备，工程建设效率、效益和安全质量显著提升。

　　在管控体系方面，以数字化转型为契机，运用“大云物移智”等信息技术，开展基建数字化管控系统建设，打造统一、开放、共享的基建数字化管控平台，目前已完成33个基建数字化模块的研发和两级部署。在项目层面全面推广地质灾害隐患卫星遥感监测、非接触式灌浆监控、施工用电智能监控、工程安全监测、质量验评、试验检测、移动巡检等模块，实现项目建设关键环节的智能管控。在公司本部层面建设“电站群”智慧管控平台，实现项目间交互协作和交流共享，对各项目进行安全、质量、进度、造价四个维度的分析、评价和展现，满足公司分级管控要求。

　　国网新源公司建成投运了14座抽水蓄能电站，其中仙游、洪屏2座电站获得“国家优质工程金奖”，桐柏、琅琊山、白莲河、响水涧4座电站获得“国家优质工程奖”，宜兴、泰山等电站获得“中国建筑工程鲁班奖”，仙居、洪屏电站获得“中国安装之星”称号，宜兴电站被列入“国家改革开放35年百项经典工程”。

　　抽水蓄能电站采用的可逆式水泵水轮机组与常规水电机组相比，具有水头高、容量大、转速高、可双向运行、过渡过程多等特点，运行控制十分复杂。电站多采用地下厂房设计，解决机组与厂房结构振动问题更是尤为困难。我国抽水蓄能电站大规模发展的历程还相对较短，主机设备国产化时间不长，设备运行还未接受全面考验，各类家族性缺陷、设计不足等尚未充分暴露。随着能源转型发展不断深化，我国电网结构、电源结构、供需结构和负荷结构发生深刻变化，电网灵活调节需求突出，调用方式更加灵活，对抽水蓄能生产运行提出了新的更高要求。近年来，抽水蓄能机组保持了高强度运行态势，呈现出“两个频繁”（机组启停频繁、负荷调整频繁）、“两个增加”（启动次数明显增加、工况转换次数明显增加）特点，短时启停、早高峰抽水、夜间发电、长时间旋转备用等特殊运行工况不断增加，个别电站单日抽发启动甚至达到近40次，机组持续安全稳定运行面临极大考验。国网新源公司积极应对确保机组安全稳定的严峻挑战，准确把握机组运行特点，持续加强精益运维管理，为电网稳定运行、电力可靠供应提供坚强支撑。

　　在设备技术方面，通过在长期运行中的不断总结分析，对抽蓄电站的功能和关键技术的研究不断深入，在电站厂房振动、水轮机压力脉动、转轮关键性能、发电机磁极结构稳定性技术研究上不断取得突破。通过6+6长短叶片等新型转轮和机组水力设计、发电机磁极连接线结构设计改进等技术实施，大幅降低了水泵水轮机的压力脉动，提高了发电机磁极运行可靠性，成功解决了电站厂房振动过大、低水头并网困难和发电机转动部件整体稳定性不足等问题，对大型抽水蓄能机组整体设计水平、抽蓄电站厂房结构设计和校核的提高起到巨大的推进作用。

　　在生产管理方面，以HPMS（生产管理信息系统）为平台，打造互联互通的生产管控机制，加强全方位生产业务管控能力。建立本部运检导则-电站运检规程-现场作业文件运检作业技术标准体系，确保各电站生产运行工作安全规范开展。强化设备设施综合整治，积极推进重大设备隐患治理，及时解决风险隐患。落实设备主人制，构建从前期设计、制造、安装到生产运行的设备全过程闭环管控机制，从源头提升设备安全健康水平。

　　2020年，国网新源公司抽蓄机组启动51594次，机组综合利用小时数达2500小时，台均非停次数0.34，达历史最高水平；抽蓄机组促进新能源消纳电量近200亿千瓦时，占所在区域新能源消纳贡献率的6%。十三五”期间，国网新源公司抽水蓄能机组启动成功率提升至99.95%以上，年均响应电网需求紧急启动超过5200次，助力新能源消纳超过1400亿千瓦时，完成党的十九大、新中国成立70周年等重大保电任务。

　　国网新源公司始终将科技创新摆在突出重要位置，深入贯彻国家创新驱动发展战略和国家电网公司科技创新“新跨越行动计划”，取得了一批高质量的创新成果，大幅提升了公司科技软实力和发展竞争力。

　　甘做抽水蓄能国产化的“试验田”，联合有关高校、科研院所、设计院、制造厂家等单位开展攻关，历时十余年，在抽水蓄能水泵水轮机、发电电动机、计算机监控系统、静止变频系统、调速系统、励磁系统、继电保护系统及调试、运行及其他辅助装备等方面取得全面突破，组织研制了我国首台250MW、300MW、375MW大型抽水蓄能机组成套设备，并分别在安徽响水涧、福建仙游、浙江仙居抽水蓄能电站成功实现工程应用，打破了国外垄断，实现了我国抽水蓄能机组关键技术和成套设备制造业从无到有、从弱到强的根本性跨越，显著提升了中国高端装备制造业的自主创新能力和国际竞争力。2021年5月30日，吉林敦化抽水蓄能电站首台机组正式投运，填补了我国自主研制700米以上高水头抽水蓄能运行机组的空白。

　　持续强化顶层布局，建立了专业技术委员会和可再生能源定额站抽水蓄能分站，成立了中电联抽水蓄能标准化技术委员会，设立公司抽水蓄能技术经济研究院。围绕“卡脖子”问题，加速关键核心技术攻关，累计获得省部级或行业科学技术奖110余项，取得专利授权2101项（其中发明专利270项）。加强技术标准布局，共承担或参与制定、修订国际标准2项，国家标准26项，行业、团体、国网等标准131项，逐步引领国内抽水蓄能行业技术方向。

　　国家能源局发布的《抽水蓄能中长期发展规划（2021-2035年）》，坚持高标站位，科学谋划，是引领抽水蓄能高质量发展的“及时雨”，对于助推新型电力系统建设和“双碳”目标实现具有重大意义。抽水蓄能项目投资规模大，产业链条长，带动作用强，经济、生态、社会效益显著。随着国家一系列促进抽水蓄能发展的政策、规划陆续出台，抽水蓄能迎来了新一轮快速发展机遇，建设运营规模将持续扩大。

　　面向未来，需要认真总结抽水蓄能建设运行管理经验，推动抽水蓄能科学有序高质量发展。要进一步深化抽水蓄能功能作用研究，更好地发挥价值作用。要全面把握新型电力系统特点，深入分析抽水蓄能在新型电力系统中的功能作用，充分挖掘抽水蓄能在推动能源转型中的价值，推动抽水蓄能建设运行与电力系统变革科学匹配，与源、网、荷、储发展有效协同，实现抽水蓄能作用和价值最大化。要进一步深化抽水蓄能建设技术创新，提升安全质量水平。围绕安全、质量、工期、造价，强化建设领域技术革新，加大新技术、新设备、新工艺应用，大力推进智慧化管控、机械化施工和绿色建造。要推进先进信息通信技术、控制技术、能源技术与抽水蓄能电站建设相融合，提高电站数字化智能化水平。要进一步深化抽水蓄能技术标准研究，助力新型电力系统建设。在加快开发建设传统抽水蓄能的同时，开展对混合式抽水蓄能、小型抽水蓄能、海水抽水蓄能等技术研究，以及新型储能技术研究，科学认识飞轮、压缩空气等新型储能技术在电力系统中的作用，做到抽水蓄能和各类储能和灵活调节技术优势互补、协同发展，助力新型电力系统建设。要进一步深化抽水蓄能行业政策研究，促进行业持续健康发展。在抽水蓄能领域，我国先后出台了一系列政策、规划，促进了抽水蓄能科学有序发展。今年5月7日，国家发改委出台了《关于进一步完善抽水蓄能价格形成机制的意见》，为抽水蓄能加快发展、充分发挥综合效益创造更加有利的条件。面对抽水蓄能加快发展的新形势，要继续加强行业政策研究和完善，为抽水蓄能行业持续健康发展营造有利条件。

　　国网新源公司将坚决融入能源转型发展大局，充分发挥抽水蓄能建设运营管理优势，落实好国家电网公司加快发展、开放发展各项部署，当好抽水蓄能开发建设的“主力军”，全力构建合作共赢的“生态圈”，为推动抽水蓄能高质量发展，服务新型电力系统建设，实现“双碳”目标作出积极贡献。（作者系国网新源控股有限公司经济法律部主任）

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