第07版:科技时代

长龙山密码:

水、电、峰、谷,绿色动能!

《 人民政协报 》 ( 2022年07月21日   第 07 版)

本报记者 王菡娟

经过十几年筹备,6年多施工,在浙江安吉,一座总装机210万千瓦的大型抽水蓄能电站日前全部投产发电,这是华东地区最大的抽水蓄能电站。电站以绿水做电能的储蓄介质,借助青山形成势能与电能的转换,实现对电网的调节保障,以其强大的绿色效益服务华东地区社会经济发展。除了具有传统的保障电网稳定作用,更对构建以新能源为主体的新型电力系统具有重要意义。

选址长龙山

对于经济发达的长三角地区来说,如何保障电力稳定供应一直是萦绕在电力运营者心头的症结所在。电能的生产和使用是同步的,社会需要多少负荷,电厂就同步相应出力多少。社会用电负荷在不同时段和地区会形成用电高峰和低谷,此时就需要电厂通过改变发电机的出力来调节,维持发电、用电功率平衡,保持系统电压和频率稳定。

“保持这个稳定并不容易,用电功率变化灵活,但火电、核电等基础负荷能源的发电机组,其启停和出力调节耗时较长,有时长达一两个小时,达不到‘随机应变’。”长龙山公司工程管理部主任姚亮说。

浙江省安吉县天荒坪镇余村,山似翡翠,竹海延绵,“绿水青山就是金山银山”十个大字刻在村口的巨石上。安吉位于浙江北部、长三角腹地,其由天目山脉向太湖平原过渡的地势,是建造抽水蓄能电站的绝佳条件。

“江浙沪三省市中,江苏、上海以平原为主,不适合大规模开发抽水蓄能电站。而‘七山一水二分田’的浙江省,特别是安吉这种浙北山区与平原交界区,为抽蓄电站布置上下水库形成发电蓄能水头提供了地理条件。”三峡集团浙江长龙山抽水蓄能公司(以下简称长龙山公司)总经理刘国平说,“加之离上海、杭州、南京等电力负荷中心城市近,早在20世纪70年代国家就考虑在安吉规划抽水蓄能电站。”

1979年,华东勘测设计研究院认为安吉天荒坪适合建立抽水蓄能电站。80年代中期天荒坪抽水蓄能电站获批立项,1994年电站正式动工,至2000年12月,全部机组投产发电。

这座当年亚洲单厂房装机容量第一的抽蓄电站的成功建设运营,和电网不断增长的相关需求,让天荒坪第二抽水蓄能电站项目(简称天二项目,即今长龙山抽水蓄能电站)逐渐浮上水面。

2001年,浙江省委托设计单位查勘天二项目站址,专家经过对比认为,长龙山站址上下库落差大、水头高、水平距离近,适合建设大型抽蓄项目。

2015年10月29日,长龙山抽水蓄能电站获浙江省发展改革委核准,2017年2月15日,主体工程正式开工。建设者克服了雨雾天气多、地质缺陷等不利条件,将长龙山抽水蓄能电站由一张蓝图一步一步变为现实。至今年“七一”前夕,长龙山电站实现全部机组投产发电。

据介绍,长龙山抽蓄机组可以实现3分钟内由停机态转为发电工况,8分钟内由抽水工况转入发电工况,响应迅速。且通过抽水、发电状态转换,电站对电网短时调节能力可以达到自身总容量的两倍,即420万千瓦,调节能力非常强。这些都将有力维持电网发、用平衡,保障电力系统稳定。

将绿能“零”存“整”取

抽水蓄能电站替代传统能源对电网进行调节,使得火电、核电等基础负荷能源可以避免机组频繁启停和出力变化,达到更佳的发电能耗效率。“这和驾驶汽车时避免频繁启停和加减速,就能有效降低油耗是一样的道理。”姚亮进行了形象解释。

“‘十四五’时期我国将加快构建以新能源为主体的新型电力系统。但新能源的随机性、波动性决定了它的并网规模越大、调节需求越大,所有储能方式中,抽水蓄能电站技术最成熟,经济性最优,最具大规模开发条件。”三峡集团董事长、党组书记雷鸣山表示。

“风电、太阳能等新能源受自然条件影响,出力时间、功率随机性强,难与电网需求实时匹配。”刘国平进一步解释,“而抽水蓄能电站能将这些零散的电‘零存’在上水库,在电网需要时再‘整取’出来,让风电、太阳能的新能源像传统能源一样按需稳定输出,成为优质电源。”

总而言之,长龙山电站全部投产后,每年24.35亿度发电量参与调峰,相应的抽水耗电量参与填谷,加之调频、调相、事故备用以及为新能源调节等多种功能,相当于为华东电网装上了一个巨型的“充电宝”和“调节器”,将有效促进电网清洁低碳、安全可靠、智慧灵活、经济高效等目标实现,助力构建以新能源为主体的新型电力系统。

破解多个技术难题

“长龙山抽水蓄能电站是三峡集团投资、建设、运营经历全过程的第一个抽水蓄能项目。在项目实施过程中,我们将在三峡工程、金沙江下游水电开发中积累的经验应用到抽蓄电站建设中,掌握了抽蓄电站建设的关键核心技术,破解了抽蓄电站建设过程中的难题,培养了相关建设管理人才。”刘国平说。

长龙山抽水蓄能电站最大发电水头756米,在已投运抽水蓄能电站中位居世界第一。因为水头高,连接上下水库的单段引水斜井长度435米,位居国内第一。

这样的长斜井施工,若采用传统由下至上,一边爬行一边开挖的方式,开挖超过200米后,缺氧、溜渣等安全风险极大。

经过反复调查研究,长龙山建设者们创造性地引入一项在采矿领域成熟应用的“定向钻孔+反井钻反拉”开挖技术。该技术在抽水蓄能电站400米级的长斜井开挖中,尚无成熟经验可借鉴。建设者摸着石头过河,通过加强过程控制,边开挖边纠偏,最终实现6条斜井精准贯通,安全零事故。

当前,三峡集团正在全国26个省区市有序推进一批服务系统能力强、技术经济指标优、发展带动作用大的抽水蓄能项目。这些项目陆续建成投入运行后,将成为保障中国新型能源体系的坚强动能,在实现碳达峰碳中和目标的过程中发挥重要作用。

2022-07-21 王菡娟 长龙山密码: 1 1 人民政协报 content_28027.html 1 水、电、峰、谷,绿色动能! 28,027 /enpproperty-->