2024年12月31日8時(shí)08分，世界裝機(jī)容量最大的抽水蓄能電站——國(guó)網(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能電站11號(hào)機(jī)組正式投入商業(yè)運(yùn)行，標(biāo)志著電站實(shí)現(xiàn)全面投產(chǎn)發(fā)電。
1995年啟動(dòng)項(xiàng)目前期工作，2013年5月正式開工建設(shè)，2021年12月首批兩臺(tái)機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電……多年來(lái)，克服重重挑戰(zhàn)，攻克諸多難關(guān)，在燕山深處灤河上游，由我國(guó)自主設(shè)計(jì)建設(shè)的世界最大抽水蓄能電站，從夢(mèng)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
2024年12月31日，國(guó)網(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能電站地下廠房?jī)?nèi)，技術(shù)人員正在進(jìn)行日常巡檢。 河北日?qǐng)?bào)記者田明攝
“昨天，電站單日抽水電量1227.16萬(wàn)千瓦時(shí)，發(fā)電664.67萬(wàn)千瓦時(shí)?！?月1日，拿到電站全面投產(chǎn)發(fā)電首日的最新運(yùn)行數(shù)據(jù)，國(guó)網(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能電站運(yùn)行部負(fù)責(zé)人趙日升難掩激動(dòng)。
2024年12月31日8時(shí)08分，隨著最后一臺(tái)變速機(jī)組投入商業(yè)運(yùn)行，國(guó)網(wǎng)新源豐寧電站12臺(tái)機(jī)組全部投產(chǎn)發(fā)電，這座世界最大“超級(jí)充電寶”正式滿格運(yùn)行。
趙日升介紹，作為世界裝機(jī)容量最大的抽水蓄能電站，電站上水庫(kù)一次蓄滿可儲(chǔ)存新能源電量近4000萬(wàn)千瓦時(shí)，12臺(tái)機(jī)組滿發(fā)利用小時(shí)數(shù)達(dá)到10.8小時(shí)，是華北地區(qū)唯一具有周調(diào)節(jié)性能的抽蓄電站。
海河流域?yàn)春痈闪魃嫌?，距北京市直線千米、距承德市直線千米的群山之間，兩片湖水清澈明亮，國(guó)網(wǎng)新源豐寧電站就位于這里。
河北特別是張承壩上地區(qū)，風(fēng)能、光能資源富集，風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機(jī)規(guī)模突破1億千瓦。然而，風(fēng)機(jī)、光伏發(fā)電具有波動(dòng)性、隨機(jī)性，當(dāng)“追風(fēng)逐日”有了規(guī)模，隨之產(chǎn)生的消納和儲(chǔ)能問(wèn)題就凸顯出來(lái)。
灤河?xùn)|去，流淌至豐寧滿族自治縣四岔口鄉(xiāng)永利村，四周高山聳立，峰嶺成群，水流湍急。國(guó)網(wǎng)新源豐寧電站的建設(shè)，恰恰就依托于這樣的地理環(huán)境優(yōu)勢(shì)。
“電站上水庫(kù)位于山谷中央，如同一個(gè)天然水盆，通過(guò)在山體深處修建的6條直徑約7米的雙向水道，與下水庫(kù)相連。兩座水庫(kù)高差達(dá)到425米?！彪娬緳C(jī)電部高級(jí)師雷華宇說(shuō)。
用電低谷時(shí)，電站用富余電能將水從下水庫(kù)抽至上水庫(kù)儲(chǔ)存起來(lái)；用電高峰時(shí)，將水從上水庫(kù)放至下水庫(kù)發(fā)電。
一抽一放，抽水蓄能電站馴服了“不聽話”的風(fēng)光資源，把低谷過(guò)剩電能轉(zhuǎn)為高峰優(yōu)質(zhì)電能，被譽(yù)為“超級(jí)充電寶”。
“這里是建設(shè)抽水蓄能電站的絕佳之地，同樣也在京津冀電網(wǎng)格局中占據(jù)著關(guān)鍵位置。”雷華宇表示，這里緊臨京津冀負(fù)荷中心和冀北千萬(wàn)千瓦級(jí)新能源基地，是華北、東北地區(qū)綠電進(jìn)京必經(jīng)通道。
2021年12月30日，國(guó)網(wǎng)新源豐寧電站首批兩臺(tái)機(jī)組正式投產(chǎn)發(fā)電。它一出場(chǎng)，便用源源不斷的綠電點(diǎn)亮了北京冬奧場(chǎng)館。
“北京冬奧會(huì)、冬殘奧會(huì)期間，電站接入柔性直流電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了新能源多點(diǎn)匯集、風(fēng)光儲(chǔ)多能互補(bǔ)、源網(wǎng)荷協(xié)同，在源頭上降低了新能源發(fā)電的波動(dòng)。”雷華宇介紹，此舉保障了北京冬奧場(chǎng)館100%綠電供應(yīng)，為破解新能源大規(guī)模開發(fā)利用難題提供了“中國(guó)方案”。
自首批兩臺(tái)機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電至2024年12月31日，電站已累計(jì)發(fā)電87.83億千瓦時(shí)，消納新能源110.84億千瓦時(shí)。
“抽水蓄能是目前技術(shù)最為成熟的大容量?jī)?chǔ)能方式，是電力系統(tǒng)安全防御體系的重要組成部分?！眹?guó)網(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能有限公司董事長(zhǎng)倪晉兵表示，它可以有效解決風(fēng)、光等新能源發(fā)電的隨機(jī)性、波動(dòng)性、間歇性問(wèn)題，能夠快速響應(yīng)電網(wǎng)靈活調(diào)節(jié)的需求，保障大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
滿格運(yùn)行后，國(guó)網(wǎng)新源豐寧電站每年可消納綠電87.16億千瓦時(shí)，供應(yīng)綠電66億千瓦時(shí)，可滿足260萬(wàn)戶家庭一年用電量，為京津及冀北地區(qū)電網(wǎng)安全運(yùn)行裝上穩(wěn)定器、調(diào)節(jié)器。
2024年12月31日拍攝的國(guó)網(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能電站上水庫(kù)。 河北日?qǐng)?bào)記者田明攝
裝機(jī)容量世界第一、儲(chǔ)能能力世界第一、地下廠房規(guī)模世界第一、地下洞室群規(guī)模世界第一，“手握”四項(xiàng)世界第一，國(guó)網(wǎng)新源豐寧電站將綿綿綠電穩(wěn)穩(wěn)送達(dá)京津冀。
“建設(shè)之初，這還是條難以馴服的‘流沙河’?！彪娬竟こ滩抗こ處熧Z晉說(shuō)，下水庫(kù)在原豐寧水庫(kù)基礎(chǔ)上修建，由于上游生態(tài)脆弱，水土流失嚴(yán)重，當(dāng)時(shí)水庫(kù)年均入庫(kù)沙量達(dá)171萬(wàn)立方米。
“按當(dāng)初預(yù)計(jì)，如不解決泥沙問(wèn)題，庫(kù)容4100多萬(wàn)立方米的下水庫(kù)，24年后將被填平。”賈晉說(shuō)，平均每立方米9.43公斤的含沙量，也將對(duì)機(jī)組造成嚴(yán)重磨損，大大降低使用壽命。
為此，電站委托武漢大學(xué)、中國(guó)水科院開展泥沙淤積數(shù)學(xué)模型技術(shù)和物理模型實(shí)驗(yàn)，在水庫(kù)庫(kù)尾設(shè)置攔沙壩及泄洪排沙設(shè)施，建成了我國(guó)抽水蓄能電站中泄洪排沙建筑物布置最復(fù)雜的下水庫(kù)，累計(jì)清理灤河底部泥沙180余萬(wàn)立方米。
總裝機(jī)360萬(wàn)千瓦，約相當(dāng)于六分之一個(gè)三峽水電站；上水庫(kù)庫(kù)容4504萬(wàn)立方米，一次最大儲(chǔ)能近4000萬(wàn)千瓦時(shí)……泥沙問(wèn)題的妥善解決，讓兩個(gè)水庫(kù)實(shí)現(xiàn)暢通的水循環(huán)，為電站實(shí)現(xiàn)裝機(jī)容量、儲(chǔ)能能力世界第一，打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
乘車從山腰處的洞口進(jìn)入地下廠房，一條條洞室縱橫交錯(cuò)，規(guī)模龐大的地下工程，令人驚嘆。
這里是同時(shí)停放11架波音737客機(jī)的地下廠房，規(guī)模世界第一。地下洞室多達(dá)190條，總長(zhǎng)度50.14千米，規(guī)模世界第一。
在國(guó)網(wǎng)新源豐寧電站的布局中，連接上下水庫(kù)的管道、用于抽水發(fā)電的機(jī)組等核心設(shè)施，全部位于大山腹中。要在大山中掏出一個(gè)穩(wěn)固且龐大的空間，難度可想而知。
“山體內(nèi)巖石年代久遠(yuǎn)，蝕變帶、裂隙多，平均每30厘米就會(huì)出現(xiàn)一組裂隙，傳統(tǒng)工藝開挖，很可能塌方或變形?！彪娬竟こ滩恐魅瓮跆m普說(shuō)，剛開建，地質(zhì)變形難題就橫在他們面前。
為啃下這塊硬骨頭，建設(shè)者們放棄傳統(tǒng)整體爆破方法，把高達(dá)54.5米的地下廠房分成9層，在施工中不斷通過(guò)錨桿、錨索、錨板等多種技術(shù)措施進(jìn)行加固，如穿糖葫蘆般有效控制地下廠房開挖中的變形問(wèn)題。
2019年10月28日，地下洞室開挖完成，該電站在國(guó)內(nèi)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)，為復(fù)雜地質(zhì)條件下抽蓄電站建設(shè)提供了解決方案。
12臺(tái)機(jī)組中，11號(hào)、12號(hào)兩臺(tái)變速機(jī)組是雷華宇的“心尖子”，它們是國(guó)內(nèi)首次引進(jìn)的大型變速抽水蓄能機(jī)組，響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)節(jié)需求更加靈活。
“定速機(jī)組在勵(lì)磁系統(tǒng)投入后到完全并網(wǎng)需50多秒，而變速機(jī)組只需2秒。”雷華宇說(shuō)，變速機(jī)組不僅響應(yīng)更快，還能更加精準(zhǔn)滿足電網(wǎng)需求，做到按需供應(yīng)。
由于是國(guó)內(nèi)首次引進(jìn)，沒(méi)有安裝、整組啟動(dòng)調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)和工作經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)團(tuán)隊(duì)面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。
變速機(jī)組轉(zhuǎn)子重達(dá)455噸，每分鐘轉(zhuǎn)速高達(dá)428.6轉(zhuǎn)。由于缺乏安裝經(jīng)驗(yàn)，最初安裝時(shí)就出現(xiàn)整體疊裝完成后鐵芯變形等突發(fā)問(wèn)題。
變速機(jī)組轉(zhuǎn)子上下護(hù)環(huán)與定子鐵心理論單邊間隙僅為5毫米，加上吊裝過(guò)程中保護(hù)墊板3毫米厚度影響，吊入間隙僅剩2毫米，為目前國(guó)內(nèi)抽蓄機(jī)組轉(zhuǎn)子吊裝最小間隙。
多少個(gè)日夜，雷華宇和一群平均年齡僅30.5歲的同事們一次次攻關(guān)，創(chuàng)造了我國(guó)抽水蓄能發(fā)展史上多個(gè)紀(jì)錄，先后解決轉(zhuǎn)子鐵芯變形、定轉(zhuǎn)子最小吊裝間隙等12項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)難題，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。
截至目前，國(guó)網(wǎng)新源豐寧電站累計(jì)獲得省級(jí)、行業(yè)協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)7項(xiàng)，制定國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)7項(xiàng)，獲得發(fā)明專利13項(xiàng)、實(shí)用新型專利56項(xiàng)，為我國(guó)抽水蓄能行業(yè)的技術(shù)革新和抽蓄電站大規(guī)模、高質(zhì)量開發(fā)建設(shè)提供了示范。
2024年12月31日，國(guó)網(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能電站11號(hào)機(jī)組正式投入商業(yè)運(yùn)行。 河北日?qǐng)?bào)記者田明攝
2024年最后一天，伴隨世界最大“超級(jí)充電寶”滿格運(yùn)行，豐寧清潔能源并網(wǎng)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到1030萬(wàn)千瓦，成為承德首個(gè)突破千萬(wàn)千瓦的縣。
豐寧發(fā)展清潔能源產(chǎn)業(yè)條件得天獨(dú)厚，擁有豐富的光能、風(fēng)能、水能資源。年日照時(shí)長(zhǎng)達(dá)2903個(gè)小時(shí)，光伏年可利用小時(shí)數(shù)達(dá)1600小時(shí)；壩上地區(qū)年平均風(fēng)速7.5米以上，風(fēng)電可利用小時(shí)2800小時(shí)以上；全縣五大水系年均水資源總量約4.48億立方米。
“國(guó)網(wǎng)新源豐寧電站的建設(shè)運(yùn)行，進(jìn)一步拓寬了風(fēng)電、光伏等可再生能源開發(fā)空間，為我們依托資源優(yōu)勢(shì)，加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)和新型能源體系按下‘快進(jìn)鍵’?！痹摽h清潔能源發(fā)展中心主任龔雪冬表示。
2024年12月17日，走進(jìn)位于豐寧經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的國(guó)華豐寧新能源產(chǎn)業(yè)園，綜合智慧能源管理平臺(tái)即將正式投用。
打開平臺(tái)，國(guó)華各風(fēng)電場(chǎng)的每一塊光伏板、每一臺(tái)風(fēng)機(jī)各項(xiàng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新，現(xiàn)場(chǎng)畫面清晰可見。未來(lái)，平臺(tái)可通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，實(shí)時(shí)分析區(qū)域清潔能源利用效率，為優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、合理配置能源提供輔助決策。
2022年，成立清潔能源發(fā)展中心。2023年，成立清潔能源產(chǎn)業(yè)推進(jìn)專班，統(tǒng)籌全縣清潔能源場(chǎng)景建設(shè)。
“我縣制定‘1+3’領(lǐng)導(dǎo)包聯(lián)責(zé)任制，對(duì)風(fēng)光電項(xiàng)目，實(shí)施四級(jí)包保。每個(gè)項(xiàng)目都由一名縣領(lǐng)導(dǎo)牽頭，一個(gè)縣直部門、一個(gè)相關(guān)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、一個(gè)企業(yè)主體共同參與，堅(jiān)持一包到底，嚴(yán)格落實(shí)包項(xiàng)目手續(xù)、包力量統(tǒng)籌、包問(wèn)題解決、包建設(shè)進(jìn)度、包入庫(kù)入統(tǒng)的‘五包’責(zé)任，最大程度提升項(xiàng)目建設(shè)成效。”龔雪冬介紹，2024年該縣共開工清潔能源項(xiàng)目19個(gè)。
為進(jìn)一步延伸產(chǎn)業(yè)鏈條，豐寧持續(xù)加大招商力度。在風(fēng)電裝備領(lǐng)域，建成遠(yuǎn)景能源河北有限公司北方地區(qū)陸上智能風(fēng)機(jī)總裝基地，2023年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值23億元。2024年，遠(yuǎn)景能源總投資約2億元的風(fēng)機(jī)齒輪箱制造項(xiàng)目開工建設(shè)。
儲(chǔ)能裝備制造齊頭并進(jìn)。投資2億元的超低溫儲(chǔ)能電池項(xiàng)目、投資3000萬(wàn)元的儲(chǔ)能電池組裝項(xiàng)目、投資1億元的磁懸浮儲(chǔ)能飛輪系列產(chǎn)品研發(fā)項(xiàng)目相繼落地。
“豐寧將努力打造北京清潔能源電力供應(yīng)基地、北京綠氫應(yīng)用基地、國(guó)家級(jí)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)基地、華北清潔能源制造基地，加快形成清潔能源裝備制造產(chǎn)業(yè)集群。”豐寧滿族自治縣副縣長(zhǎng)陳振華表示。（河北日?qǐng)?bào)記者 陳寶云 李建成 周聰聰）
國(guó)網(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能電站業(yè)主營(yíng)地內(nèi)，一棵棵蒙椴、白樺等本地樹種成為花園綠地的主角兒。
“這些樹木都是從上水庫(kù)庫(kù)區(qū)移植下來(lái)的。在建設(shè)中，我們一直致力于保護(hù)當(dāng)?shù)厣锒鄻有??！彪娬竟こ滩抗こ處熧Z晉說(shuō)。
灤河是京津重要水源地，改善提升灤河流域生態(tài)環(huán)境關(guān)系到京津冀的可持續(xù)發(fā)展。近年來(lái)，國(guó)網(wǎng)新源豐寧電站主動(dòng)配合灤河水環(huán)境治理工程，新建攔沙庫(kù)調(diào)蓄泥沙，累計(jì)清理工程區(qū)內(nèi)灤河干流底部淤泥180余萬(wàn)立方米。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、白天鵝等珍貴鳥類前來(lái)?xiàng)ⅰ?
“高陡邊坡生態(tài)恢復(fù)難度大、投入高，為了讓所有區(qū)域應(yīng)綠盡綠，我們采用植被混凝土、植生袋護(hù)坡、植生毯等綜合治理措施，破解這一生態(tài)恢復(fù)難題?！辟Z晉說(shuō)，電站累計(jì)完成7000余畝永久征地綠化和2900余畝臨時(shí)用地復(fù)墾。
“以前村民外出要翻越山梁，道路狹窄崎嶇，到縣城需要兩個(gè)半小時(shí)車程?！必S寧滿族自治縣四岔口鄉(xiāng)永利村黨支部書記梁永說(shuō)，電站落戶該村后，擴(kuò)寬道路、挖通隧道，到縣城的車程縮短到了1個(gè)小時(shí)。
行走在干凈整潔的永利村，小花園、小游園精致美觀，賓館、飯店、超市等商業(yè)配套齊全。服務(wù)電站建設(shè)者和村民的縣醫(yī)院永利分院內(nèi)，不光有縣醫(yī)院醫(yī)務(wù)人員長(zhǎng)期坐診，還配備了彩超、X射線攝影等醫(yī)療設(shè)備，讓大家足不出村便可享受到縣級(jí)醫(yī)院的醫(yī)療服務(wù)。
干溝門村位于電站下游10公里的深山峽谷中，受地理?xiàng)l件制約，全村人均耕地只有2.1畝?！耙郧按謇镆稕](méi)啥，是遠(yuǎn)近聞名的貧困村。”干溝門村黨支部書記肖鳳國(guó)說(shuō)。
2013年，電站正式開工后，與附近鄉(xiāng)鎮(zhèn)簽訂勞務(wù)用工框架協(xié)議，優(yōu)先吸納當(dāng)?shù)貏趧?dòng)力，讓干溝門村百姓看到了希望。
“有點(diǎn)技術(shù)的村民每月能收入5000多元。沒(méi)啥技術(shù)的村民可以當(dāng)保安、做保潔、在食堂做飯，平均每月也有3000多元收入。最多時(shí)，電站為我們村提供了近百個(gè)就業(yè)崗位。”肖鳳國(guó)說(shuō)，除了實(shí)實(shí)在在的收入，電站還幫助該村修筑防洪堤壩、跨河大橋等基礎(chǔ)設(shè)施，讓曾經(jīng)的貧困村走上了致富路。
抽水蓄能電站投資大、建設(shè)周期長(zhǎng)，具有帶動(dòng)力強(qiáng)、中長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)效益顯著等優(yōu)勢(shì)，可有力帶動(dòng)電源、電工裝備、用能設(shè)備、原材料等上下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推動(dòng)裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，提高產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈穩(wěn)定性和現(xiàn)代化水平，對(duì)穩(wěn)投資、保就業(yè)、惠民生意義重大。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，電站開工以來(lái)，累計(jì)消耗鋼材13.7萬(wàn)噸、本地水泥近80萬(wàn)噸，累計(jì)向地方納稅4.58億元。建設(shè)高峰期每年拉動(dòng)當(dāng)?shù)叵M(fèi)超3000萬(wàn)元，投產(chǎn)運(yùn)行期間每年吸納當(dāng)?shù)貏趧?wù)人員近400人，為鄉(xiāng)村振興和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力。（文/河北日?qǐng)?bào)記者 陳寶云）
