世界最大抽水蓄能电站投产发电 “超级充电宝”赋能绿色冬奥( 二 )


“这种‘两超前一转换’的技术手段 , 最大限度地保障了地下作业安全 , 为洞室顺利开挖和围岩稳定奠定了基础 。”国网新源河北丰宁抽水蓄能有限公司工程部副主任贾涛表示 。
在建设过程中 , 岩层上固定岩锚梁被称为“岩上雕花” , 工程难度大 , 风险高 。据水电七局丰宁项目有关负责人介绍 , 他们专门成立“岩锚梁开挖及混凝土QC小组” , 经反复分析计算 , 首次采用玻璃纤维锚杆加固软弱岩体 , 在斜台双向光爆中尝试PVC管代替传统竹片的间隔装药方式等 , 顺利实现了岩台开挖点、线、面满足规范要求 , 同时达到了岩锚梁锚杆无损监测100%合格 。
300米级长斜井定向反井钻施工技术、上坝料快速检测、数字化灌浆监测……
八年耕耘不辍 , 八年披星戴月 。一系列关键技术被攻克 。而这也是我国首次系统性攻克了复杂地质条件下超大型地下洞室群建造关键技术 , 为今后抽水蓄能电站大规模开发建设提供了技术保障和工程示范 。
运行灵活:“充电”“放电”自如 , 时刻保持备用 , 满足电网多元化调节需求
通常情况下 , 抽水蓄能电站包括上水库、下水库、输水系统、地下厂房和地面开关站等部分 。上水库和下水库存在一定落差 , 由输水系统等连接 。
其工作原理是:在用电低谷时段 , 利用电能将下水库的水抽到上水库存储下来 , 这就相当于是对“充电宝”进行“充电” 。此时 , 蓄能电站是电能用户端 。
有“充电” , 必然要“放电” 。在用电高峰时段 , 上水库开闸放水 , 水通过内部管道直冲而下流入下水库 , 其重力势能转化为电能 。这就是“充电宝”放电的过程 , 此时的蓄能电站则是一个发电厂 。
因其调峰填谷、调频调相和事故备用等功能 , 抽水蓄能电站被喻为电网安全运行中的“稳定器”“调节器”“平衡器” , 也常常被视为保障电网安全的“最后一根火柴” 。
抽水蓄能电站的储能能力 , 与上下水库库容等息息相关 。
丰宁抽水蓄能电站库容巨大 。采访人员了解到 , 其中 , 上水库库容超过4800万立方米 , 下水库库容则有近6000万立方米 , 上下水库落差超过400米 。据介绍 , 该电站一次蓄满可储存电量近4000万千瓦时 , 相当于张北柔直电网接入的风电、光伏发电机组3天的发电量 。
“这是华北地区唯一具有周调节性能的抽水蓄能电站 。”中国电建集团北京勘测设计研究院丰宁项目部负责人介绍 。
什么是周调节性能?“一般的抽水蓄能电站受空间限制 , 上水库库容不够大 , 只具备日调节功能 , 即当天完成抽水蓄能和放水发电 。而丰宁抽水蓄能电站得益于山顶天然具备的盆状结构 , 上水库库容巨大 , 蓄满水后就可以在一周之内平衡发电 。”该负责人解释说 , 相对日调节而言 , 机组可时刻保持备用 , 这就可以满足电网的多元化调节需求 。
与此同时 , 丰宁电站还有一大亮点——其二期工程采用2台交流励磁变速机组 。
这是首次在国内采用大型变速抽水蓄能机组技术 。
在我国 , 通常使用的抽水蓄能机组是恒速恒频的 , 也就是说其水泵工况的功率是恒定的、不可调节的 。而变速机组可实现水泵功率的有效调节 , 使得运行效率更高、稳定性更优 。
“这就好比电风扇 , 若风速不可调节 , 就无法满足人们变化的纳凉需求 。但变速机组转速可变 , 可在一定范围内灵活调整输入功率 , 更能适应电网需求 。”有关专家表示 。
服务“双碳”:年发电量可满足260万户家庭一年的用电 , 节约标准煤48.08万吨