為何被稱作“水能充電寶”?
生活中，人們經(jīng)常會用到手機充電寶，平時對它進行充電“儲能”，當(dāng)手機電量不足時，讓它“放電”應(yīng)急。抽水蓄能電站也是這個原理。
“電站的上水庫位于山谷中央，如同一個天然水盆，通過在山體深處修建的6條直徑約7米的雙向水道，與下水庫相連。”豐寧電站運行部主任趙日升說，400多米的落差，讓水在升降間實現(xiàn)電能、勢能互相轉(zhuǎn)化。
之所以將豐寧電站稱作“水能充電寶”，是因為當(dāng)電力系統(tǒng)的電力富余時，電站用風(fēng)電、光伏電能抽水到高處儲存，在電力不足時再放水發(fā)電，實現(xiàn)“儲能—發(fā)電—備用”，由此解決電能難以存儲的難題，調(diào)節(jié)供需矛盾。
近年來，華北電網(wǎng)新能源發(fā)電裝機增長迅速，截至目前已超過2.7億千瓦。新能源在電力系統(tǒng)中占比不斷提高，對電力系統(tǒng)的靈活調(diào)節(jié)能力提出了更高要求，這種情況下，“水能充電寶”可發(fā)揮大作用。
國網(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能有限公司董事長倪晉兵表示，抽水蓄能電站在整個電網(wǎng)中能夠發(fā)揮“穩(wěn)定器”“調(diào)節(jié)器”“平衡器”的作用，解決風(fēng)、光等新能源發(fā)電的隨機性、波動性、間歇性問題。
倪晉兵說，“水能充電寶”以水為介質(zhì)，通過電能、勢能間的轉(zhuǎn)化，存儲張承壩上地區(qū)富余的風(fēng)光綠電，不僅維護電網(wǎng)安全、減少棄風(fēng)棄光，還保證了京津冀地區(qū)的綠電供應(yīng)。
它究竟有多“大”?
作為目前世界上規(guī)模最大的抽水蓄能電站，豐寧電站建設(shè)創(chuàng)造了抽水蓄能電站四項“世界第一”。
裝機容量世界第一。電站安裝了12臺30萬千瓦單級可逆式水泵水輪發(fā)電電動機組，總裝機容量達360萬千瓦，裝機容量為世界抽水蓄能電站之最。
儲能能力世界第一。電站上水庫一次蓄滿可儲存新能源電量近4000萬千瓦時，12臺機組滿發(fā)利用小時數(shù)達到10.8小時，是華北地區(qū)唯一具有周調(diào)節(jié)性能的抽蓄電站，保證了它在儲能和調(diào)節(jié)領(lǐng)域能“大顯身手”。
地下廠房規(guī)模世界第一。“大顯身手”要有“大空間”，豐寧電站的地下廠房單體總長度414米，高度54.5米，跨度25米，是目前最大的抽蓄電站地下廠房。
地下洞室群規(guī)模世界第一。建設(shè)過程中，豐寧電站首次系統(tǒng)性攻克復(fù)雜地質(zhì)條件下超大型地下洞室群建造關(guān)鍵技術(shù)，地下洞室多達190條，總長度50.14千米，地下工程規(guī)模龐大。
從2013年5月開工到最后一臺機組投產(chǎn)發(fā)電，11年間，實現(xiàn)了世界最大抽水蓄能電站自主設(shè)計和建設(shè)，創(chuàng)造了我國抽水蓄能發(fā)展史上多個紀(jì)錄。
“今天投用的11號機組是一臺交流勵磁變速機組，與傳統(tǒng)定速機組相比，它具有水泵功率有效調(diào)節(jié)、運行效率更高、調(diào)度更靈活等優(yōu)越性。”豐寧電站機電部工程師王志遠說，它通過改變機組轉(zhuǎn)速，在一定范圍內(nèi)靈活調(diào)節(jié)抽水負荷，從而更靈活地響應(yīng)電網(wǎng)的用電需求。
這也是首次在國內(nèi)采用大型變速抽水蓄能機組技術(shù)，它填補了國內(nèi)大型交流勵磁變速抽蓄機組應(yīng)用空白，為抽水蓄能行業(yè)技術(shù)再升級、精準(zhǔn)配合新能源出力波動調(diào)節(jié)開辟了新思路，為我國抽水蓄能電站建設(shè)積累了經(jīng)驗。
它能夠帶來多少“綠”?
清潔能源產(chǎn)業(yè)具有低碳、環(huán)保、可再生等特性，是生態(tài)環(huán)境影響小、經(jīng)濟效益高的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。這其中，抽水蓄能項目轉(zhuǎn)換效率高、儲能量大，是清潔能源產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。
灤河是北京、天津區(qū)域的重要水源，改善灤河區(qū)域生態(tài)環(huán)境關(guān)系到京津冀協(xié)同發(fā)展大局。豐寧電站建設(shè)過程中，配合灤河水環(huán)境治理工程，新建攔沙庫調(diào)蓄泥沙，清理工程區(qū)內(nèi)灤河干流底部淤泥180余萬立方米。
電站建設(shè)中，工程團隊長期致力于當(dāng)?shù)厣锒鄻有员Ｗo，成功培育河北省重點保護植物蒙椴510株;積極改善灤河濕地生態(tài)環(huán)境，增加工程區(qū)濕地面積800余畝，吸引了黑鸛、白鸛、白鹡鸰、白天鵝等珍稀鳥類前來棲息。
“豐寧電站全面投產(chǎn)后，每年可節(jié)約48.08萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減少二氧化碳排放120萬噸，相當(dāng)于造林24萬畝，有力推動京津冀地區(qū)的能源清潔低碳轉(zhuǎn)型。”倪晉兵說，隨著電站12臺機組全部投產(chǎn)發(fā)電，年發(fā)電量將達到66億千瓦時，這個發(fā)電量可以滿足260萬戶家庭一年的用電。
