中国储能网讯:截至5月底,我国风电、光伏发电装机规模占全部装机比重达到45.7%,已经超过了火电装机的比重。随着新能源发电装机比重的提高,大规模新能源的高水平消纳,已经成为当前建设新型能源体系的关键。抽水蓄能作为当前技术成熟、经济性优、可大规模开发的绿色低碳清洁灵活调节电源,已成为新型电力系统不可或缺的稳定器、调节器、平衡器。
“十四五”时期,我国发布《抽水蓄能中长期发展规划(2021~2035年)》《抽水蓄能电站开发建设管理暂行办法》等一系列与抽水蓄能相关的政策,推动抽水蓄能从“增量提速”向“高质量有序”发展。
国家电网有限公司积极践行“四个革命、一个合作”能源安全新战略,把发展抽水蓄能、提升系统调节能力作为重要任务,多措并举推动抽水蓄能开发建设。作为公司抽水蓄能发展的专业平台,国网新源集团有限公司成立20年来,完整参与了我国抽水蓄能技术引进和消化吸收全过程,主导推进了国产化工程应用。“十四五”时期,该集团抽水蓄能投运容量连年刷新世界纪录,抽水蓄能管理装机容量目前已达8818万千瓦。如今,该集团所属34座已投运抽水蓄能电站和6座调频水电厂分布在全国18个省(自治区、直辖市),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越来越重要的作用。
辽宁省风、光、水、核等清洁能源品类丰富、基础齐全,正加快推进清洁能源强省建设。截至4月底,辽宁省清洁能源发电装机容量4573万千瓦,占比54.2%,其中风光发电装机容量达3246万千瓦。坐落于丹东的国网新源蒲石河电站是辽宁省最早投运的抽水蓄能电站,承担着促进辽宁电网新能源消纳的重任。蒲石河电站运行部主任吕鹏飞介绍,随着新能源发电装机的增长,该电站机组运行强度持续增大,启动次数及利用小时数不断攀升:“2023年启动4056次,综合利用小时数2627.04小时;2024年启动4379次,综合利用小时数2703.4小时;今年截至6月30日,累计启动已达2626次,综合利用小时数高达1537.96小时。”
随着新能源发电装机和发电量占比不断提升,电网对抽水蓄能削峰填谷的需求、消纳新能源的需求、应对风电随机性的频繁启停和工况转换调用需求也持续增加。“近年来,抽水蓄能的运行方式发生了显著变化。早期抽水蓄能多在夜间用电低谷时抽水,晚高峰发电顶出力;现在受新能源特别是光伏发电装机快速增长影响,午间电力往往供大于求,抽水蓄能的抽水时段也从夜间向午间转移,并逐渐成为常态。”国网新源集团运行监控中心运行监控处处长王磊介绍,电网对抽水蓄能的无功调节、惯量支撑和快速转换等调节需求也日渐增加。
今年上半年,国网新源集团所属抽水蓄能电站累计发电、抽水共53501次,发电、抽水电量共626.23亿千瓦时,综合利用小时数1485小时,机组运行方式调整日趋频繁,运行强度持续保持高位,有力服务电力系统安全稳定经济运行。
目前,国网新源集团已进入抽水蓄能项目提速开发、批量建设、集中投产、高频运行新阶段。为满足系统日益丰富复杂的调节需求,保证机组随调随启,国网新源集团落实公司水电“三基两体”管理体系建设要求,瞄准提升设备本质安全、提升服务电网水平、提升生产核心能力、提升生产管理质效目标,精心操作、精细维护、精准评价、精益管控,构建安全高效生产管理体系。该集团持续完善主设备维护标准与策略,做到“除沉疴”与“治未病”并重:针对在运电站逐一梳理重点问题台账,实施“一厂一清单,一厂一对策”,扎实推进存量问题整改,全面提升设备设施本质安全水平;针对新投运机组,量身定制运检措施,确保“新兵”快速融入“战斗序列”。
近年来,新能源装机占比增加,特高压直流输电不断发展,常规燃煤发电机组占比下降,对电力系统维持电压稳定水平提出了更高的要求。国网新源集团科学研判电网需求,深入挖掘抽水蓄能支撑电网调节功能价值,落实落细公司提升抽水蓄能机组调相能力12项措施,持续组织试验验证、优化机组调相性能。2024年4月,该集团以国网新源重庆蟠龙抽水蓄能电站4号机组为依托,采用多台机组陪试、现场实测发电机功角等技术手段,在抽水蓄能行业首次完成各种工况下的机组深度调相试验,进一步挖掘抽水蓄能机组调相潜力,获得了准确、完整的运行数据,为后续抽水蓄能机组调相能力提升相关工作提供了技术依据。
2023年,国网新源集团抽水蓄能机组全年调相运行140台次,2024年这一数据大幅增长至近570台次。今年上半年,该集团抽水蓄能机组调相运行达529台次,同比增长49.86%,充分发挥了机组对电网电压的平衡、支撑作用。
进入“十四五”以来,国网新源集团抽水蓄能开发建设持续提速,累计新投运抽水蓄能机组74台,在运抽水蓄能和调频水电厂装机规模增加至4792.4万千瓦,另有35座抽水蓄能电站正加快建设。
国网新源集团优化建管模式,强化集约管理,高质量推进抽水蓄能开发建设。该集团推行机械化换人、自动化减人、智能化无人作业,以绿色理念践行绿色建造,在工程现场广泛应用全断面硬岩隧道掘进机(TBM)、无人驾驶振动碾等新设备、新工艺、新装备和智慧管控手段,高质量建设电站。6月6日,我国自主研发的全球首台大倾角、大直径、可变径斜井硬岩掘进机——“天岳号”TBM助力国网新源湖南平江抽水蓄能电站首条引水斜井全线贯通,攻克了高水头斜井建设的世界级难题。6月12日,国网新源新疆哈密抽水蓄能电站1号尾水支洞成功穿越天山库莱断裂带。该电站运用数字化多要素隧洞超前地质探测技术,对掘进岩体进行切片分析,提前预测建设过程中可能出现的不良地质等。建设者在地下洞室开挖中克服不良地质条件影响,实现通风兼安全洞、进厂交通洞、泄洪放空洞等顺利贯通,为地下厂房开挖提供安全保障。
今年年底前,国网新源集团计划至少投产4台抽水蓄能机组,届时在运抽水蓄能和调频水电规模近4900万千瓦,在青山绿水间铸能源重器、展调节之力,让绿意更浓。