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世界规模最大的抽水蓄能电站投产发电
发布时间:2022-03-20 | 信息来源: | 编辑: 网页文字大小: 【小】【中】【大】

  2021年12月30日,服务北京绿色冬奥国家电网丰宁抽水蓄能电站投产发电。

  国家电网公司董事长、党组书记辛保安表示,突出绿色办奥理念,全部冬奥场馆100%使用绿色电力,是北京冬奥会的一大特色,这在百年奥运史上是前所未有的。国家电网公司近年来持续加大投入力度,已累计建成28项冬奥配套电网工程,包括张北柔性直流等世界级工程,全力护航绿色冬奥。

  今天投产发电的河北丰宁抽水蓄能电站,是国家电网公司深入贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九届六中全会精神,坚决落实党中央、国务院决策部署,服务北京冬奥场馆实现100%绿电供应的重点工程,也是助力实现“双碳”目标,推动能源转型与绿色发展,构建新型电力系统取得的又一重要成果。

  丰宁电站位于河北省承德市丰宁县,紧邻京津冀负荷中心和冀北千万千瓦级新能源基地。电站安装12台单机容量30万千瓦机组,总装机规模360万千瓦,年设计发电量66.12亿千瓦时,年抽水电量87.16亿千瓦时。电站一期工程(180万千瓦装机)于2013年5月开工,二期工程(180万千瓦装机)在北京冬奥申办成功不久的2015年9月开工建设,2016年5月两期工程实现同期建设,工程建设进入“快车道”。丰宁电站实现了世界最大抽蓄电站自主设计和建设,书写了我国抽水蓄能发展史上的多个纪录,打造了抽蓄建设的新丰碑。

  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到10.8小时,是华北地区唯一具有周调节性能的抽蓄电站。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,是最大的抽蓄地下厂房。地下洞室群规模世界第一。丰宁抽蓄电站地下洞室多达190条,总长度50.14千米,地下工程规模庞大。

  丰宁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,开创了抽水蓄能发展史上的“先河”,为破解新能源大规模开发利用难题提供了宝贵的“中国方案”。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2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。

  抽水蓄能是目前技术最为成熟的大容量储能方式,是电力系统安全防御体系的重要组成部分。抽水蓄能具有调峰、调频、调相、储能、系统备用和黑启动等功能,以及容量大、工况多、速度快、可靠性高、经济性好等技术经济优势,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基础作用,有着显著的基础性、综合性、公共性特征,具备“源网荷储”全要素特性,是电网的基本单元,是能源互联网的重要组成部分,是推动能源转型发展的重要支撑。

  综合来看,丰宁电站政治、经济、社会、环境效益显著。

  一、作为服务冬奥重点工程,丰宁电站的投产将为北京冬奥场馆实现100%绿电供应提供坚强保障。丰宁电站接入张北柔直电网和华北500千伏电网,首批两台机组投运,即可提供60万千瓦出力,可随时为冬奥场馆提供绿色电力,不仅极可靠地保障冬奥场馆绿电全覆盖,更可显著推动冬奥举办城市北京、张家口广泛使用清洁能源,为京津冀协同发展提供绵绵不绝的绿色动力。

  二、促进新能源消纳,缓解系统调峰调频压力,优化电网电源结构,提高系统运行灵活性和适应性。丰宁电站机组运行方式灵活、响应速度快,可以有效提高系统调峰能力,满足当地风电、太阳能发电快速增长所增加的部分调峰需求,促进新能源高效消纳,为当地大规模发展新能源提供有利条件。丰宁电站打造了世界最大的“超级充电宝”,巨大的库能,一次蓄满可储存新能源电量近4000万度,全年可消纳新能源87亿度,对于支撑华北电网安全稳定运行,增强系统调节能力,快速跟踪新能源出力,发挥大容量储能作用,推动能源清洁低碳转型,服务碳达峰、碳中和,具有十分重要的作用。

  三、畅通国内大循环服务新发展格局,拉动地方经济增长,促进高质量发展。建设丰宁电站,可改善当地交通和生活基础设施,带动投资和相关产业发展,拉动地方GDP增长超过422亿元。丰宁电站工程建设高峰期作业人员达4000人,目前工程累计使用钢筋13.6万吨、钢板4.3万吨、承德本地水泥近80万吨,带动了一方经济、造福了一方百姓。

  四、提高系统整体经济性,促进节能减排、大气污染防治和生态环境保护,实现资源最优配置。丰宁电站能够替代一定容量的煤电机组,提高网内运行机组的整体经济性,提高新能源规模,每年可节约标准煤48万吨,减少二氧化碳排放120万吨。工程严格执行环保、水保要求,累计完成环保、水保投资约2.1亿元。

  五、提高电力系统安全可靠性,在华北电网中充分发挥稳定器、调节器、平衡器的作用,改善电力系统运行特性。抽水蓄能机组启停便捷、反应迅速,是技术成熟、经济合理的系统备用电源,对稳定系统频率、提供事故支援、提高电力系统稳定性具有重要作用。丰宁电站全部机组投产后,可以提供720万千瓦的电力调节能力,12台机组满发利用小时数达到10.8小时,是华北地区唯一具有周调节性能的抽蓄电站。在电力系统中配备足够容量的抽水蓄能电站,启停灵活、反应快速,可以有效提升大电网综合防御能力,保障电网安全稳定运行。

  我国抽水蓄能电站装机容量世界第一,未来抽水蓄能将继续加快发展。我国已经建成潘家口、十三陵、天荒坪、仙居、绩溪等一批大型抽水蓄能电站。目前,国家电网公司经营区抽水蓄能电站在运、在建规模分别达到2716万千瓦、4798万千瓦。国家电网并网风电、太阳能发电装机合计5亿千瓦,成为全球新能源装机规模最大、发展最快的电网。“十四五”期间,随着“双碳”目标深入实施,风电、太阳能发电等新能源将得到快速发展,这必然要求系统调节能力和保障手段的同步增强。今年以来,包括丰宁电站工程在内,国家电网已先后投产5座抽水蓄能电站工程共9台机组,装机容量285万千瓦,有力支撑了国家经济社会发展。加快建设抽水蓄能电站在构建新型电力系统、保障能源电力安全、促进清洁能源消纳中的战略意义和全局影响将更加凸显。