近日，东北地区装机规模最大的抽水蓄能电站——辽宁清原抽水蓄能电站（下称“清原抽蓄”）首台机组正式投产发电，为东北再添一座巨型“绿色充电宝”，为保障电网安全稳定运行、促进新能源消纳、优化电网电源结构提供了“压舱石”。

记者了解到，由中国电建所属北京院牵头，与水电六局、水电八局组成联合体EPC总承包进行建设的“清原模式”，已经成为抽水蓄能科技创新的探路先锋——

迎接风光入网的重要支撑

要解决电力负荷峰谷差以及风电、光伏发电功率波动大的问题，最简单实用的方案就是把这些电用“充电宝”存起来，然后再稳定放电。抽水蓄能电站就是利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站，被誉为“超级充电宝”。加快发展抽水蓄能，是构建新型电力系统的迫切要求，是保障电力系统安全稳定运行的重要支撑。

作为东北地区最大的“超级充电宝”，清原抽水蓄能电站是国家“十三五”期间重点工程、新一轮国家振兴东北老工业基地139个重大项目之一。

“电站由上水库、下水库、输水系统、地下厂房系统和地面开关站等部分组成，利用电力负荷低谷时的‘富余电’，将水提升至上水库进行储能。在电力负荷高峰期再放水至下水库发电。清原抽蓄的上下库落差接近400米，巨大高差使得储能和发电的效率都很高。”中国电建集团北京勘测设计研究院首席技术专家姚宝永说。

清原抽水蓄能电站总装机容量180万千瓦，设计年发电量30亿千瓦时，年抽水电量40亿千瓦时。项目建成后，将在电网中承担调峰、填谷、调频等任务，每年将为辽宁电网节约标煤15.8万吨，减少二氧化碳排放37.5万吨、二氧化硫0.7万吨，对保证电网安全稳定运行、优化电源结构起到重要作用。

入冬以来，东北电网对抽水蓄能机组的调用强度显著增加。自11月30日零时开始试运行至12月15日零时，清原电站首台机组累计运行118.34小时。累计抽水电量2418.4万千瓦时，发电电量1595.3万千瓦时，抽水工况、发电工况启动成功率均为100%。

EPC模式确保工程质量

姚宝永介绍，清原抽蓄是国内首个百万千瓦级完整EPC总承包的水电建设试点项目。

“清原抽蓄工期长、造价高，面对地质复杂、地下洞室群庞大、严寒天气等重重困难。”姚宝永说，集设计、采购、施工于一体的EPC总承包模式，克服了设计、采购、施工环节的相互制约和相互脱节，在保障工程质量、安全的前提下，极大推进了项目建设进度。

“清原数字化电站结合EPC管理模式，以电站三维模型为载体，依托可视化平台，进行动态模型构建及业务数据融合，通过构建数字孪生电站，为工程建设提供全面可视化管理，保障工程建设质量。”技术质量工艺部主任田政说。

绿色理念贯穿建设始终

“由于清原抽水蓄能电站位于大山深处，生态环境脆弱。因此，整座电站的建设都采用清水混凝土工艺设计，坝顶结构、启闭机室、地下厂房等主要设施不做额外装修，低碳环保，最大程度减少对生态环境的影响。”姚宝永告诉记者。

“电站枢纽建筑物主要由上水库、下水库、输水系统、地下厂房系统和地面开关站等组成。上水库四周峰峦环绕，堪称一个天然优良的‘大库盆’。最重要的‘心脏’部分是一座相当于200多米长、27米宽、20多层楼房高的地下发电厂房。6台30万千瓦可逆式水泵水轮发电机组藏在大山腹部。巨大的山体就像一个保护罩，既保障了‘心脏’安全，又留住了绿水青山。”

行走在清原抽水蓄能电站厂区，可见绝大部分工程部位墙面圆润平整，富有光泽，清水混凝土工艺不做任何额外装饰，直接展现混凝土本身的肌理、质感，使工程建筑与周围环境融为一体。

“清水混凝土只能一次浇筑成型，对施工工艺及工序的要求极高，在原料配合比、浇筑工艺、模板的设计及使用、施工环境温度等方面都有着特殊的要求，这里很多工程部位的清水混凝土墙面，可以呈现出镜面效果，就像站在镜子前一样，被称为‘六年磨一镜’。”清原设计项目部项目经理张建富说，将清水混凝土工艺融入工程建设中，呈现建筑物本身所特有的美感，力求塑造与展现建筑美学，是姚宝永的“执念”，也代表了清原抽水蓄能电站促进人与自然和谐发展的建设理念。

处处体现科技创新

“机组各项运行指标满足国家规范和设计要求，达到行业领先水平。”姚宝永说，清原抽水蓄能电站处处蕴含着科技创新的成果——

这是国内第一座上下库大坝防浪墙、上下库进出水口、启闭机楼、地下厂房、主变室、开关站等所有部位的永久外露混凝土结构全部采用清水混凝土施工工艺的抽水蓄能电站；

建设中在行业首次尝试使用1000兆帕级别国产水电高强钢板，首次开发使用智能化焊接数据监测系统，首次成功使用双丝埋弧自动焊技术……

在东北，寒冷是“标签”，混凝土在严寒地区防裂抗裂是行业永久性技术难题，如何避免产生危害性裂缝是电站建设的重中之重。清原抽水蓄能电站通过监测手段和试验模拟研究库区冰情、冰害形成及发展规律，结合库区建筑物在低温运行环境下的要求，针对性地开展一系列止水材料、抗冰冻新材料的研究。截至目前，结合新材料研制及运用，配套研究新工艺、新设备等，研究成果已申报国家专利10余项。随着研究的深入，形成了一套严寒地区抽水蓄能电站库区抗冰冻关键技术体系，填补行业抗冰冻研究领域多项空白，提升严寒地区抽水蓄能设计的核心竞争力。

“电站从规划、设计到施工的每一个细节，科技创新贯穿工程建设全过程。比如，在压力钢管制作过程中首次在水电行业成功使用双丝埋弧自动焊技术，效率提高70%以上。压力钢管加劲环数控机床下料，加工工艺将传统的火焰切割成型工艺改进为冷弯成型工艺，提高制作效率同时降低了板材耗损，可节省钢板约260吨。

“采用自主研制的焊接工作站进行加劲环焊接，焊缝成型质量更加稳定，施工效率提高两倍以上。另外，水力机械系统管路加工采用‘三维设计、智能焊接、工厂化预制’及数字化安装技术，显著提高焊接质量，减少焊工投入，同时效率提高50%以上。”姚宝永告诉记者，”抽水蓄能电站的一般使用年限为70年，而经过创新的清原电站设计使用期可达150年。”