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“十八大”以来 中国抽水蓄能建设成就与展望

2022-09-19 16:35来源:水电水利规划设计总院关键词:抽水蓄能抽水蓄能电站储能项目收藏点赞

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抽水蓄能电站具有运行灵活、反应快速的特点,是电力系统中承担调峰、填谷、储能、调频、调相、备用和黑启动等多种功能的特殊电源,在世界上已有140年的发展历史。我国抽水蓄能电站建设始于上个世纪60、70年代,80、90年代大型抽水蓄能电站起步开发。21世纪后,电力系统对抽水蓄能电站的需求也在不断增加,抽水蓄能得到了较快发展,2008年抽水蓄能电站规模突破1000万千瓦,2012年,抽水蓄能装机规模突破2000万千瓦。十八大以来,我国风电、光伏等新能源得以快速发展。为适应新能源上网需要,抽水蓄能的重要地位得以强化。2014年,国家发改委、能源局陆续出台了《关于促进抽水蓄能电站健康有序发展有关问题的意见》《关于完善抽水蓄能电站价格形成机制有关问题的通知》等相关文件,开展了抽水蓄能电站体制机制和电价形成机制改革试点工作,促进了抽水蓄能电站的健康发展,形成了新一轮的建设高潮。

一、发展历程(2012年以前)

(一)产业起步(1968—1983年)

中国抽水蓄能电站的发展,始于20世纪60年代后期。1968年,河北岗南水库电站安装了一台容量1.1万千瓦的进口抽水蓄能机组。1973年和1975年,北京密云水库白河水电站分别改建并安装了两台天津发电设备厂生产的1.1万千瓦抽水蓄能机组,总装机容量2.2万千瓦。这两座小型混合式抽水蓄能电站的投运,标志着我国抽水蓄能电站建设拉开序幕。

(二)稳步发展(1984—2012年)

1984年,以潘家口抽水蓄能电站开工建设为标志,我国抽水蓄能电站进入第一个建设高峰。尤其是广东大亚湾核电站和浙江秦山核电站的建设,推动了广州抽水蓄能电站和天荒坪抽水蓄能电站的建设。2004年,《国家发展改革委关于抽水蓄能电站建设管理有关问题的通知》明确抽水蓄能电站主要由电网经营企业进行建设和管理。随后,国网新源控股有限公司,南方电网调峰调频发电有限公司2家抽水蓄能专业建设管理及运营公司成立。这一时期,中国抽水蓄能稳步发展,电站装机规模跃居世界第三。

二、十八大以来的发展成就

十八大以来,中国抽水蓄能电站建设规模屡创新高,装机规模显著增长。从2017年起,中国抽水蓄能在运、在建规模均连续多年位居世界第一。截至2021年,中国已投产抽水蓄能总装机规模3639万千瓦,主要分布在华东、华北、华中和广东;在建抽水蓄能总装机规模6153万千瓦,主要分布在华东和华北;已建、在建规模均居世界首位,达到了2012年的3倍以上。这一时期,中国抽水蓄能的主要发展成就表现在以下几个方面。

(一)管理体制机制逐步健全

十八大以来,为满足能源多元供应体系下电力系统安全稳定运行需要,保障人民生产、生活对电力稳定供应的需求,抽水蓄能的重要地位得以强化。2014年,国务院印发《关于创新重点领域投融资机制鼓励社会投资的指导意见》,国家发展改革委也相继出台《关于完善抽水蓄能电站价格形成机制有关问题的通知》《关于促进抽水蓄能电站健康有序发展有关问题的意见》,明确抽水蓄能电站实行两部制电价,并鼓励社会资本投资抽水蓄能电站。

“碳达峰、碳中和”目标提出后,抽水蓄能被赋予了新的历史使命,成为构建新型电力系统的重要支撑。2021年,国家发展改革委、能源局相继印发《关于进一步完善抽水蓄能价格形成机制的意见》《抽水蓄能中长期发展规划(2021—2035年)》,以此为标志,我国抽水蓄能电站发展进入了新发展期,加快发展成为抽水蓄能产业的主旋律。

(二)工程建设技术跨越发展

十八大以来,中国抽水蓄能电站工程建设技术也实现了从学习借鉴到自主创新发展的跨越式进步,建设了一批技术先进、特点鲜明的抽水蓄能电站工程,如储能能力世界第一、地下厂房规模世界第一、地下洞室群规模世界第一的丰宁抽水蓄能电站,世界最大发电水头756米、高压钢管最高HD值4800的长龙山抽水蓄能电站,沥青混凝土防渗面板抗冻断温度(-45℃)世界最低的呼和浩特抽水蓄能电站,顺利实现复杂地质条件大型地下洞室群开挖和支护施工的溧阳抽水蓄能电站,将定向钻打导孔、反井钻机打导井施工技术相结合有效解决长斜井导井造孔精度问题的敦化抽水蓄能电站,将TBM应用于隧洞施工的文登、宁海、平江、桐城、抚宁抽水蓄能电站。中国抽水蓄能在坝工、库盆防渗、高水头压力管道、复杂地下洞室群以及施工技术等方面达到了世界先进或领先水平。仙游、洪屏、溧阳、深圳等抽水蓄能电站工程获得国家优质工程奖,代表了中国抽水蓄能工程建设质量的跃升。

(三)装备制造能力领跑全球

十八大以来,我国抽水蓄能电站装备制造核心技术开发和关键部件的设计、制造达到了国外同等水平,部分领域处于国际领先水平。依托黑麋峰、蒲石河、呼和浩特抽水蓄能电站,国内东电、哈电两大机组厂家积极学习国外制造技术,逐步具备自主研发的能力。2012年投运的响水涧抽水蓄能电站是第一个由国内制造商独立完成机组设计、制造和成套供货的抽水蓄能电站。2019年以后,我国抽水蓄能电站装备制造技术进入“领跑”阶段。这一时期投产的抽水蓄能电站均由国内制造商独立成套设计、制造和供货,机组朝着大容量、高水头、高转速、可变速方向发展。其中,广东阳江抽水蓄能电站装机容量安装3台40万kW机组,单机容量国内最大;敦化抽水蓄能电站最大扬程712m,在国内首次实现700m级超高水头、高转速、大容量抽水蓄能机组的完全自主研发、设计和制造。

(四)全产业链体系基本完备

抽水蓄能电站全产业结构涉及站点规划、勘测设计、施工建造、装备制造、运营管理、电网调度等诸多方面。产业链上游为水轮机、水泵、发电机和主变压器等设备制造企业;产业链中游为抽水蓄能电站投资、建设及运营企业;产业链下游为接入电网系统,抽水蓄能电站接受电网指令调度运行,在系统中发挥调峰、调频、调相、事故备用等功能。十八大以来,通过一批大型抽水蓄能电站建设实践,中国抽水蓄能电站设计、施工、机组设备制造与电站运行水平也不断提升,基本形成涵盖标准制定、规划设计、工程建设、装备制造、运营维护的全产业链发展体系和专业化发展模式。

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图1 截至2021年底中国已在建抽水蓄能装机容量

三、抽水蓄能发展展望

抽水蓄能是当前技术最成熟、经济性最优、最具大规模开发条件的电力系统绿色低碳清洁灵活调节电源,与风电、太阳能发电、核电等联合运行效果最好。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,是可再生能源大规模发展的重要保障。展望未来,我国抽水蓄能将进入高质量发展的新时代。

一是建设规模大幅跃升。随着一大批建设条件优越的抽水蓄能项目将开工建设,“十四五”期间抽水蓄能电站的建设数量将超过200个,预计到2025年我国抽水蓄能电站装机容量达到6200万千瓦;2035年超过3亿千瓦。

二是应用场景更加广泛。在传统的应用场景基础上,水风光蓄一体化、风光蓄一体化等应用场景将逐步出现,抽水蓄能在西南水电基地和西北沙漠、戈壁、荒漠等大型新能源基地开发中储能作用凸显,中小微抽水蓄能电站的建设应用更加广泛。多类型、多场景的抽水蓄能应用格局将逐步显现。

三是产业体系更加完善。产业链的完整度更加齐全,产业链的互动协调更加顺畅,产业配套能力显著增强,新技术新产品的应用更加快捷。抽水蓄能产业与旅游等产业的融合将会逐步增强,一批围绕抽水蓄能电站的特色旅游项目将逐渐兴起。

四是建设技术不断创新。面临各种复杂条件的挑战,抽水蓄能数字孪生与智能建造水平将持续提高并广泛应用,设计施工一体化协同技术和管理系统将不断改进。“少人化、机械化、智能化、标准化”的发展趋势将愈加明显。装备制造继续朝着高水头、大容量、高可靠性、可变速机组等方向快速发展。

结 语

“潮平两岸阔,风正一帆悬。”在党的二十大即将到来之际,抽水蓄能产业正蓄势待发,为构建新型电力系统、实现“双碳”目标保驾护航,为推进能源革命、建设能源强国贡献力量!


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