原创 秦岭“超级充电宝”催生新动查看特马能

隆冬时节,秦岭深处寒风凛冽,群山苍茫。记者驱车3小时来到位于秦岭南麓的陕西省首座抽水蓄能电站——国网新源陕西镇安抽水蓄能电站蹲点采访。

去年12月12日,陕西镇安抽水蓄能电站4台机组全部投产发电。该电站总投资88.51亿元,设计年发电量23.41亿千瓦时,年抽水电量31.21亿千瓦时,不仅是西北地区在运装机容量最大的抽水蓄能电站,更是西北电网调峰、调频、调相、储能、事故备用和“黑启动”的关键支撑,被誉为电网“超级充电宝”。

削峰填谷调节准

一座水力发电站居然听不到水声。一种特别安静的感觉首先刷新了记者的认知。

坐落于秦岭南麓的镇安抽水蓄能电站因山就势,由上水库、下水库、输水系统、地下厂房和地面开关站等单元组成。其中落差400多米的山上、山下两座水库之间形成的势能正是抽水蓄能电站实现“充电宝”功能的动力之源。“抽水管道和进出水口全部深埋在山体中,不仅安全,还可以减少对环境的扰动,所以听不到水声。”该电站党委党建部副主任张倩告诉记者,选址和设计,是实现抽水蓄能产业模式创新的关键。一般情况下,抽水蓄能电站在用电低谷时,利用电网富余电力将山下水库的水抽到山上存储;用电高峰时,则放水发电,通过势能转换,实现电能的高效存储与机动释放。

在电站中控室的运行监视大屏上,数图闪烁;4台机组的运行状况和抽水、发电工况一目了然。电站运行部的两位工作人员正在等待网调下发负荷计划。运行部主值班员康虎接到抽水指令后,轻点设备按钮,机组随即启动。康虎说:“设备运行后,我的主要工作就是观察设备关键参数的运行情况,若发现异常,会及时通知维护人员去现场处理。”

白天不应该是用电高峰期吗?为何现在抽水而不是发电呢?面对记者的疑惑,该电站运行部值长张赓义说,白天的时候,风电、光电等清洁能源开始供电,机组利用网上富余的这部分绿电将水抽至上水库储存起来。因此,上午10点机组就启动抽水了,直到傍晚,机组又开始放水发电,配合电网系统高效运行。陕西镇安抽水蓄能有限公司董事长、党委书记王辉伟分析,我国西北地区风光等新能源资源富集,西北电网是全国首个新能源装机为主体的区域电网。“风光等电力在能源体系中扮演了越来越重要的角色,但其受风力、光线等影响较大,存在电力稳定性不够以及阶段性市场消纳能力波动等局限,而抽水蓄能电站‘随调随启,启停灵活’的优势恰好可以起到削峰填谷的‘调节器’作用。”

绿电蓄能山水间

走出电站中控室,穿过厂区1号隧道往上水库前行,沿途山体护坡与浓密山林次第掩映。登高远眺,浮云环绕,层峦叠嶂。

“电站的建设历经8年之久,除了自然地质地貌等工程难度外,还要最大限度保护秦岭生态。过程虽然充满挑战,但看着它一步步成型,充满了成就感。”上山巡检的电站工程部水工班班长王亚军指着周边的山体护坡说,为切实保护秦岭生态安全,仅是护坡,我们就因地制宜地采取了石材挂壁、支杆喷涂挂壁等三四种工艺。“电站从选址规划、可研设计、工程建设和调度运行各环节全程贯穿绿色低碳理念。”

山路蜿蜒,驱车25分钟后,记者来到位于海拔1400米左右的电站金盆沟上水库。但见波平如镜,水面徐升。伴随着抽水机组的运转,水面下30米处,此时正净水深涌,积蓄水能。

“上水库利用沟谷地形筑坝而成,坝顶长近360米,坝顶宽10米,库盆深30米,蓄水量相当于小半个长白山天池。”王亚军说,防渗是高山水库和生态安全的双底线。为此,电站根据实际需要采用“沥青混凝土和混凝土防渗”的组合全库盆防渗方案,确保无渗漏。

位于月河干流附近的下水库宛如深藏绿色青山间的一条玉带,与掩映在山林中的上水库那一抹亮色遥相呼应。“下水库正常蓄水位945米,库容1322万立方米。电站运行的基本原理,就是上下水库的水体反复上下循环利用。完全不影响河流水生态,前不久在下水库里还发现了野生娃娃鱼。”电站党委党建部宣传专责陈立指着下水库不远处的变电站说,电站发出来的电,经过变电站由18kV升压至330kV后,通过逾百公里的输电网络跨越秦岭接入西安南变电站。

综合效应大释放

在镇安抽水蓄能电站,不仅听不到水声,表面也几乎看不到电力装备。

经过狭长的进场交通洞,记者抵达位于地下200多米的电站“心脏”——地下厂房。在这个别有洞天共计5层的地下机房,4组可逆式水泵水轮发电电动机组马力全开。行走在分布于4层空间的数十套电力装备和管网之间,如入迷宫。电站运行部值长王彪告诉记者,“建设地下厂房是国内抽水蓄能电站的通行模式,安全且环保。整个机组运行全部采用数字化智能管理,目前全电站只有80多名员工,而同样规模的传统火电企业,至少得好几百人”。

“与风光发电以及传统火电相比,抽水蓄能发电的最大优势,就是灵活且稳定。在收到调度指令后,3分钟左右就可以启动发电,7分钟左右就可以开机抽水;同时,抽水蓄能电站还能像一个引火石一样承担着电网‘黑启动’的任务。”张赓义解释说,所谓“黑启动”,是电网大面积停电后系统自行恢复的过程。当电网全“黑”时,抽水蓄能电站凭借自身具备自启动能力的发电机组,带动其他机组,逐步恢复系统供电,保障电网安全平稳运行和用电安全,可以说抽水蓄能电站就是电网的“最后一根火柴”。

傍晚时分,镇安抽水蓄能电站所在的商洛市镇安县月河镇雨雪纷纷,灯火阑珊。历经8年建成的这座新型电站,不仅改变着能源产业模式,也为乡村振兴带来新活力。镇安县月河镇党委书记杜光华说,“电站建设期间,为将大型设备运输进山,建设者开凿出穿越山岭的隧道和公路约27公里,使当地交通条件大为改善,更为山区乡村带来了人流、物流、信息流。基建期年均增加地方财政税收约2000万元,运行期预计年均为地方增收1.15亿元”。

作为一种新型能源存储产业模式,抽水蓄能电站在优化能源结构、提升能源利用效率方面,具有高技术、高效能和高质量等特征。陕西省商洛市发展改革委副主任杨科说,“镇安抽水蓄能电站的投运,是陕西‘低碳拼图’的关键一块,对于补齐陕西绿色能源结构短板和实现秦岭生态价值作用巨大”。目前商洛市建成、在建和拟建抽水蓄能电站项目5个,生态文明和绿色发展的新动能正从巍巍大秦岭中喷薄而出。(经济日报 张毅)

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