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7月25日零时ღღ✿ღ,世界装机容量最大的抽水蓄能电站——国网新源河北丰宁抽水蓄能电站(以下简称“国网新源丰宁电站”)地下厂房ღღ✿ღ,国内首台大型交流励磁变速抽水蓄能机组投入试运行ღღ✿ღ。
从2013年5月开工ღღ✿ღ,国网新源丰宁电站建设者们用11年多的时间实现了世界最大抽水蓄能电站自主设计和建设美味关系儿媳妇苏暖ღღ✿ღ,创造了我国抽水蓄能发展史上多个纪录ღღ✿ღ,为我国抽蓄电站建设积累了宝贵经验ღღ✿ღ、夯实了技术基础美味关系儿媳妇苏暖ღღ✿ღ。
今年年底ღღ✿ღ,12台机组全部投产发电后ღღ✿ღ,这座世界最大的“超级充电宝”每年可供应绿电66亿千瓦时美味关系儿媳妇苏暖ღღ✿ღ,能满足260万户家庭一年的用电需求ღღ✿ღ。
丰宁满族自治县四岔口乡永利村群山间ღღ✿ღ,两座碧波荡漾的水库ღღ✿ღ,如两颗宝石镶嵌在山谷间ღღ✿ღ、山巅上ღღ✿ღ。条条银线ღღ✿ღ、座座铁塔ღღ✿ღ,从天际一端翻山越岭而来ღღ✿ღ,又奔向远方ღღ✿ღ。
我省承德ღღ✿ღ、张家口坝上地区风光资源富集ღღ✿ღ,风电ღღ✿ღ、光伏装机规模均突破千万千瓦级ღღ✿ღ。然而ღღ✿ღ,因风机ღღ✿ღ、光伏发电具有波动性ღღ✿ღ、随机性ღღ✿ღ,在电网用电低谷时ღღ✿ღ,会产生过剩电能ღღ✿ღ。如何消纳过剩绿电ღღ✿ღ,关系清洁能源产业高质量发展大局ღღ✿ღ。
“相比其他储能方式ღღ✿ღ,抽水蓄能具有设备寿命长ღღ✿ღ、储能规模大ღღ✿ღ、转换效率高ღღ✿ღ、技术成熟等优势ღღ✿ღ,是当前储能主力军ღღ✿ღ。”7月24日ღღ✿ღ,国网新源丰宁电站工程部高级工程师贾晋说ღღ✿ღ,抽蓄电站主要由上水库ღღ✿ღ、输水系统ღღ✿ღ、地下厂房ღღ✿ღ、下水库等组成ღღ✿ღ,是为解决电网负荷高峰和低谷之间供需矛盾而生ღღ✿ღ。在电网负荷低谷时ღღ✿ღ,它利用过剩电能将下水库的水抽至上水库ღღ✿ღ,将电能转化为水的势能储存起来ღღ✿ღ;待负荷高峰时ღღ✿ღ,再从上水库放水发电ღღ✿ღ,将低谷过剩电能转换为高峰优质电能ღღ✿ღ,显著提高电网削峰填谷能力ღღ✿ღ。
早在1995年ღღ✿ღ,国网新源丰宁电站便开始谋划建设ღღ✿ღ,选址ღღ✿ღ、勘测ღღ✿ღ、设计等前期工作历时18年ღღ✿ღ。2013年5月ღღ✿ღ,总装机容量达360万千瓦ღღ✿ღ、世界最大的抽蓄电站正式开工建设ღღ✿ღ。
在建设中ღღ✿ღ,国网新源丰宁电站攻克复杂地质条件下超大型地下洞室群建造关键技术等一道道难关ღღ✿ღ,建成了世界规模最大的地下洞室群和单体地下厂房ღღ✿ღ。
电站2号通风洞位于海拔1000米左右的半山腰ღღ✿ღ,记者驱车进入隧道ღღ✿ღ,向山腹内行驶1.7公里后ღღ✿ღ,到达地下厂房ღღ✿ღ。在长414米ღღ✿ღ、宽25米的发电机层ღღ✿ღ,12台机组滑环室如白色蒙古包般一字排列ღღ✿ღ。
“我们刚刚对机组进行了巡检ღღ✿ღ,设备状态一切正常ღღ✿ღ。”国网新源丰宁电站运行部负责人赵日升说ღღ✿ღ,近日天气持续高温ღღ✿ღ,京津唐电网用电负荷激增ღღ✿ღ。为保障电网电力供应ღღ✿ღ,在运10台机组经常全部开机ღღ✿ღ,白天配合新能源消纳抽水运行ღღ✿ღ,晚上配合电网负荷高峰顶峰发电ღღ✿ღ。
根据电网负荷周期性变化情况ღღ✿ღ,电站机组每天大致分4个时间段运行ღღ✿ღ。早上6时至8时美味关系儿媳妇苏暖ღღ✿ღ,电网早高峰ღღ✿ღ,发电运行ღღ✿ღ;9时至16时ღღ✿ღ,光伏发电高峰ღღ✿ღ,消纳新能源抽水运行ღღ✿ღ;17时至22时ღღ✿ღ,电网晚高峰ღღ✿ღ,顶峰发电运行ღღ✿ღ;23时至次日5时ღღ✿ღ,夜间低谷或配合风电消纳ღღ✿ღ,抽水运行ღღ✿ღ。
“抽蓄电站在电网中承担着调峰ღღ✿ღ、调频尊龙凯时人生就是搏z6comღღ✿ღ、调相ღღ✿ღ、系统备用ღღ✿ღ、黑启动等功能ღღ✿ღ,是现代电力系统重要的稳压器ღღ✿ღ、调节器和存储器ღღ✿ღ。”赵日升说ღღ✿ღ,在电网互通互联大系统中建设适当规模的抽蓄电站ღღ✿ღ,可充分发挥其与光伏ღღ✿ღ、风电运行的互补性ღღ✿ღ,减少新能源大规模随机并网对系统的冲击ღღ✿ღ。同时ღღ✿ღ,在远距离特高压电网的受电端ღღ✿ღ、中间落点ღღ✿ღ,甚至电源送端建设抽蓄电站ღღ✿ღ,还可发挥其独有的快速反应特性ღღ✿ღ,有效防范电网发生故障的风险ღღ✿ღ,防止事故扩大和系统崩溃尊龙凯时人生就是搏z6comღღ✿ღ。
7月24日10时50分ღღ✿ღ,国网新源丰宁电站中央控制室人员接到国网华北分部调度控制中心指令ღღ✿ღ,启动一台机组ღღ✿ღ,以300兆瓦满负荷状态进行发电美味关系儿媳妇苏暖ღღ✿ღ。操作人员迅速打开电脑控制系统ღღ✿ღ,输入指令数值尊龙凯时人生就是搏z6comღღ✿ღ,按下启动键ღღ✿ღ,随着机组运行ღღ✿ღ,开始为电网输送绿电ღღ✿ღ。
“发电工况下ღღ✿ღ,变速机组同期并网更快ღღ✿ღ。定速机组在励磁系统投入后到完全并网需要50多秒ღღ✿ღ,如果是变速机组ღღ✿ღ,励磁系统投入后到完全并网ღღ✿ღ,只需2秒钟ღღ✿ღ。”国网新源丰宁电站机电部主任陈磊说ღღ✿ღ。经过近半年的安装调试ღღ✿ღ,国内首台大型抽蓄变速机组已于7月25日进入为期15天的试运行ღღ✿ღ,即将正式投产发电ღღ✿ღ。
地下厂房最左侧ღღ✿ღ,11号ღღ✿ღ、12号机组滑环室明显比其他10台机组大了不少尊龙凯时人生就是搏z6comღღ✿ღ。这两台大家伙ღღ✿ღ,便是我国首次从国外引进的变速机组ღღ✿ღ。它发电电动机转子重475吨ღღ✿ღ,比定速机组发电电动机转子重115吨ღღ✿ღ。其交流励磁系统占据一个400平方米的“单间”ღღ✿ღ,而定速机组励磁控制系统仅有5平方米左右ღღ✿ღ。
变速机组不仅块头大尊龙凯时人生就是搏z6comღღ✿ღ,本领也更强ღღ✿ღ。“相比定速机组抽水工况固定300兆瓦输入功率ღღ✿ღ,变速机组抽水工况可在220兆瓦至330兆瓦范围内线性调节美味关系儿媳妇苏暖尊龙凯时人生就是搏z6comღღ✿ღ,从而更加灵活响应电网指令ღღ✿ღ,做到按需供应ღღ✿ღ。”陈磊说ღღ✿ღ,如电网中存在260兆瓦的负荷缺口ღღ✿ღ,启动1台300兆瓦的定速机组抽水ღღ✿ღ,无法直接平衡电网需求ღღ✿ღ,而变速机组可以通过调整转子励磁电流ღღ✿ღ,精准快速调至260兆瓦抽水运行尊龙凯时人生就是搏z6comღღ✿ღ,直接满足电网需求ღღ✿ღ。
变速机组还具备较强进相运行能力ღღ✿ღ,可通过交流励磁实现自启动ღღ✿ღ,替代外接变频器及背靠背启动方式ღღ✿ღ。其运行时ღღ✿ღ,可根据水头宽度自动改变转速ღღ✿ღ,让机组始终保持最佳运行状态ღღ✿ღ,提升运行稳定性和效率ღღ✿ღ,更好平衡新能源大规模接入对电网稳定性造成的影响ღღ✿ღ。
输入电源开关柜ღღ✿ღ、交流励磁变压器ღღ✿ღ、变流器ღღ✿ღ、冷却装置产自德国ღღ✿ღ,公共电柜产自奥地利ღღ✿ღ,交流励磁母线产自瑞士……虽然变速机组优势明显ღღ✿ღ,但此前国内没有安装尊龙凯时人生就是搏z6comღღ✿ღ、整组启动调试标准和工作经验ღღ✿ღ,陈磊和团队面临严峻考验ღღ✿ღ。
为啃下这块硬骨头ღღ✿ღ,陈磊组织团队深入研究水轮机ღღ✿ღ、电机学等知识ღღ✿ღ,多次带领团队同国外设备厂商开展交流学习ღღ✿ღ。设备研发设计阶段ღღ✿ღ,积极分析转轮开发边界条件ღღ✿ღ,组织变速机转轮模型开发优化工作ღღ✿ღ,满足机组运行性能要求ღღ✿ღ。机电安装调试阶段ღღ✿ღ,研究引入激光跟踪仪定子圆度测量ღღ✿ღ、电缆三维敷设等技术ღღ✿ღ,实现了新技术在抽水蓄能电站的首次应用ღღ✿ღ。主机设备安装前ღღ✿ღ,打破常规优化机组安装顺序ღღ✿ღ,及时解决转子组装出现的问题ღღ✿ღ,为变速机组设计制造争取了时间ღღ✿ღ。
通过分析数据ღღ✿ღ、翻阅图纸资料等方式ღღ✿ღ,陈磊带领团队编制了变速机组质量控制标准ღღ✿ღ,巩固了电站在变速机组安装方面的主导地位ღღ✿ღ。
“经过反复测试ღღ✿ღ,两台变速机组转速可在负7%到正6.2%范围变速ღღ✿ღ,抽水工况功率调节范围为220兆瓦到330兆瓦ღღ✿ღ。所有指标均达到设计要求ღღ✿ღ。”陈磊说ღღ✿ღ,他们将依托两台变速机组安装调试平台ღღ✿ღ,培养一批攻关变速机组关键技术的青年技能人才ღღ✿ღ。同时ღღ✿ღ,全方面总结数据资料ღღ✿ღ、技术路线等相关经验ღღ✿ღ,为助推变速机组国产化进程贡献力量ღღ✿ღ。
据介绍ღღ✿ღ,今年年底国网新源丰宁电站12台机组全部投运后ღღ✿ღ,每年可节省标煤量48万吨ღღ✿ღ,减少二氧化碳排放120万吨ღღ✿ღ,相当于造林24万余亩ღღ✿ღ,有力助推京津冀地区能源清洁低碳转型ღღ✿ღ。
“这是目前我省规模最大的风ღღ✿ღ、光ღღ✿ღ、氢ღღ✿ღ、储ღღ✿ღ、产一体化基地项目ღღ✿ღ。项目全部投产后ღღ✿ღ,每年将向京津冀地区提供绿电18亿千瓦时ღღ✿ღ、绿氢1700万标方ღღ✿ღ,减排二氧化碳约140万吨ღღ✿ღ,年产值约7.2亿元ღღ✿ღ。”丰宁满族自治县清洁能源中心主任邱艳东说ღღ✿ღ,目前该基地项目100万千瓦风光电已经建成并网ღღ✿ღ,制氢ღღ✿ღ、加氢项目正在加快推进ღღ✿ღ。
截至目前ღღ✿ღ,承德风光电累计并网装机规模达1148万千瓦ღღ✿ღ。2021年ღღ✿ღ、2023年获批项目及2024年出库项目全部建成后ღღ✿ღ,风光电累计装机规模将达到2300万千瓦以上ღღ✿ღ。
承德境内清洁能源种类多样ღღ✿ღ、资源富集美味关系儿媳妇苏暖ღღ✿ღ,风电年平均利用小时数约2400小时ღღ✿ღ,光伏年平均利用小时数约1400小时ღღ✿ღ,属于全国风光资源二类地区ღღ✿ღ。今年上半年ღღ✿ღ,清洁能源发电量130.3亿千瓦时ღღ✿ღ,分别占全市电力总装机和总发电量的89%和75%ღღ✿ღ。
“承德境内有滦河ღღ✿ღ、潮河ღღ✿ღ、辽河ღღ✿ღ、大凌河四大水系ღღ✿ღ,年自生水量37.6亿立方米ღღ✿ღ,加之独特的自然地理条件和多年矿业开采形成的人工库盆ღღ✿ღ,抽水蓄能发展潜力较大ღღ✿ღ,具备多元化开发利用清洁能源的先决条件ღღ✿ღ。”承德市发改委主任李浩说ღღ✿ღ。
承德毗邻京津ღღ✿ღ、北靠辽蒙ღღ✿ღ,是华北ღღ✿ღ、东北地区绿电进京的必经通道和中心节点城市ღღ✿ღ,也是承接京津发达地区产业ღღ✿ღ、技术ღღ✿ღ、人才转移和功能疏解的首选之地ღღ✿ღ。该市正积极打造绿色能源“码头”ღღ✿ღ,向京津输送绿电ღღ✿ღ、绿氢ღღ✿ღ。
目前ღღ✿ღ,承德在建抽水蓄能项目3个ღღ✿ღ,总规模760万千瓦ღღ✿ღ。其中ღღ✿ღ,丰宁360万千瓦抽蓄项目累计投产10台机组ღღ✿ღ,投产容量300万千瓦ღღ✿ღ;滦平一期120万千瓦抽水蓄能项目ღღ✿ღ、隆化280万千瓦抽水蓄能项目加快建设ღღ✿ღ。
承德是京津冀水源涵养功能区和京津冀西北部重要生态环境支撑区ღღ✿ღ,在生态保护方面肩负着重大使命ღღ✿ღ。然而ღღ✿ღ,改变经济欠发达现状ღღ✿ღ、加快自身发展是其必须直面的挑战ღღ✿ღ。
让好生态成为发展新动力ღღ✿ღ。为闯出一条“生态优先ღღ✿ღ、绿色发展”之路ღღ✿ღ,承德将清洁能源作为全市重点支柱产业ღღ✿ღ,努力建设清洁能源强市ღღ✿ღ。
丰富的风能ღღ✿ღ、太阳能资源ღღ✿ღ,为清洁能源的开发提供了广阔空间ღღ✿ღ。近年来ღღ✿ღ,一座座风机在山间矗立ღღ✿ღ,一片片太阳能板在阳光下熠熠生辉ღღ✿ღ。
虽然发电端不断迈出新步伐ღღ✿ღ,但也应清醒地认识到ღღ✿ღ,推动清洁能源产业高质量发展ღღ✿ღ,必须培育相关配套产业ღღ✿ღ,形成完整的产业链ღღ✿ღ。
积极建设抽水蓄能电站群ღღ✿ღ,在储能端持续发力ღღ✿ღ,是承德建链ღღ✿ღ、补链ღღ✿ღ、强链的主要举措ღღ✿ღ。随着世界装机容量最大的丰宁抽水蓄能电站12台机组即将全部投产发电ღღ✿ღ,滦平ღღ✿ღ、隆化抽水蓄能电站加快建设ღღ✿ღ,一座座“超级充电宝”正撬动一条完整产业链加速形成ღღ✿ღ。
2022年ღღ✿ღ,河北明确提出加快建设清洁高效ღღ✿ღ、多元支撑的新型能源强省ღღ✿ღ。2023年11月1日ღღ✿ღ,《河北省新能源发展促进条例》开始施行ღღ✿ღ。
技术向上突围ღღ✿ღ,产业聚链成群ღღ✿ღ。截至2023年底ღღ✿ღ,河北可再生能源并网装机累计超9300万千瓦ღღ✿ღ,占电力总装机比重约63%ღღ✿ღ,两项均居全国前列ღღ✿ღ。
转型突围中ღღ✿ღ,河北坚定地站上新能源发展赛道ღღ✿ღ。虽然仍面临诸多困难和挑战ღღ✿ღ,但我们只要坚定信念ღღ✿ღ,持续努力ღღ✿ღ,必将实现生态与经济的双赢ღღ✿ღ。
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