震撼!世界最大“超级充电宝”来了

山东诺铭智慧电力能源有限公司 / 2021-12-31

12月30日,服务北京绿色冬奥的国家电网丰宁抽水蓄能电站投产发电,实现了世界最大抽蓄电站的自主设计和建设,创造了我国抽水蓄能发展史上的多个纪录。据悉,今年以来,包括丰宁电站在内,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。

国家电网董事长辛保安介绍,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,这在百年奥运史上前所未有。国家电网近年来持续加大投入力度,累计建成28项冬奥配套电网工程,包括张北柔性直流电网等世界级工程,全力护航绿色冬奥。

据了解,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,2016年5月两期工程实现同期建设。

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。

同时,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。该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、调度更灵活等优势。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,为今后抽水蓄能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,具有显著的基础性、综合性、公共性特征,并具备源网荷储全要素特性。

据介绍,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,可提供60万千瓦出力,不仅保障北京冬奥会场馆绿电全覆盖,还可显著推动冬奥会举办城市北京、张家口广泛使用清洁能源。未来丰宁电站全部机组投产后,可提供720万千瓦电力调节能力。

同时,丰宁电站打造的世界最大“超级充电宝”,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、增强电力系统调节能力、快速跟踪新能源出力等将发挥大容量储能作用。而且,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,相当于每年可节约标准煤48万吨,减少二氧化碳排放120万吨。

此外,丰宁电站建设还拉动地方GDP增长超过422亿元;主动配合滦河水环境治理工程,新建拦沙库调蓄泥沙,累计清理工程区滦河干流底部数十年沉积的淤泥100余万方;采用植被混凝土、高次团粒、植生袋护坡、植生毯等综合治理措施,破解了高陡边坡生态恢复难题;积极改善滦河湿地生态环境,增加工程区内湿地面积800余亩,吸引了黑鹳、白天鹅等珍贵鸟类前来栖息,具有显著的生态环保效益。

截至目前,我国抽水蓄能电站装机容量世界第一,已建成潘家口、十三陵、天荒坪、仙居、绩溪等一批大型抽水蓄能电站。其中,国家电网经营区抽水蓄能电站在运、在建规模分别达2716万千瓦、4798万千瓦。“十四五”期间,随着碳达峰、碳中和目标深入实施,风电、太阳能发电等新能源将快速发展,这必然要求电力系统调节能力和保障手段同步增强。因此,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、促进清洁能源消纳的战略意义将更加凸显。