灤河蜿蜒，燕山聳立，

靈動的山水之間孕育了一座

超級工程——

國家電網河北豐甯抽水蓄能電站

（以下簡稱豐甯電站）。

▲豐甯電站上下水庫全貌。圖片來源：國網新源集團

高低落差400多米，

上下兩座水庫庫容

均超過4800萬立方米，

12台機組，

總裝機容量360萬千瓦，

豐甯電站創造了

裝機容量、

儲能能力、

地下廠房規模、

地下洞室群規模

四項世界第一。

從開工之日起，

經過3173天建設，

2021年12月30日，

這座山水間的超級工程

首批兩台機組投運。

目前，

豐甯電站地下廠房内，

安裝、調試、運行……

12台機組、多個工作面

還在同時進行。

▲豐甯電站地下廠房多工作面同時作業。圖片來源：國網新源集團

巍巍峰谷間能量萬千。

依山就勢築起大壩，

以水為介，

在機組的轟鳴聲中，

電能、動能、勢能互相轉化，

盡在掌握之中。

01

蓄能山水間

電力系統的穩定運行，

必須保持用電量和發電量的

動态平衡。

目前正在大力發展的

風能、太陽能，

屬于靠風吹日曬，

發電要“看天吃飯”。

風能、太陽能的發電情況

與我們的用電習慣

在時間上也大不相同。

抽水蓄能電站利用其

巨大的庫容和裝機

調和這種不平衡。

▲豐甯電站上水庫。圖片來源：國網新源集團

發電用不完，

抽水蓄能。

發電不夠用，

放水發電。

一抽一放，

熨平了風光的波動，

保障了大電網安全，

提升了全系統性能，

促進了新能源消納。

▲豐甯電站與送出線路工程。圖片來源：國網新源集團

南靠京津冀負荷中心，

北鄰張家口千萬千瓦級風電基地，

豐甯電站的位置得天獨厚。

電站的投運

可以促進北京、張家口

清潔能源的消納，

也為京津冀協同發展

提供綠色動力。

▲張北風電場。鄒明 攝

電站首批機組投運恰逢

北京冬奧會、冬殘奧會會期。

兩台機組有力保障了

冬奧場館100%綠電供應。

▲2022北京冬奧會在奧運曆史上首次實現全部場館100%綠色電能供應。圖片來源：視覺中國

豐甯電站直接接入

新能源近區，

可以從源頭上降低

新能源發電的波動性。

這不但開創了抽水蓄能

發展史上的先河，

也為破解新能源大規模開發利用

提供了寶貴的“中國方案”。

在新能源大規模發展以前，

抽水蓄能在電力系統中

主要發揮調峰填谷、

配合火電、核電

提高運行經濟性等作用。

▲國家電網遼甯蒲石河抽水蓄能電站。圖片來源：國網新源集團

随着我國能源綠色低碳轉型的步伐，

風電、光伏發電快速發展，

抽水蓄能憑借技術經濟優勢，

功能也随之不斷拓展。

除了調峰填谷，

抽水蓄能電站還有

調頻、調相、儲能、

系統備用、黑啟動等功能，

在緊急事故支撐、

系統平衡調節

等方面發揮了重要作用。

抽水蓄能是目前

技術最成熟、

經濟性最優、

最具大規模開發條件

的儲能方式，

也是清潔低碳的靈活調節電源。

02

高山出平湖

群山之間，

如何建造一座超級工程？

首先看選址。

20世紀90年代，

在進行華北地區抽水蓄能

電站規劃選點時，

設計人員在崇山峻嶺中

發現了這塊寶地——

四周衆峰環抱，

俨然一個天然大庫盆；

上下庫之間距高比适中，

地形地質條件得天獨厚，

适合開發抽水蓄能！

抽水蓄能電站主要包括

上水庫、下水庫、輸水系統、

廠房系統、專用建築物幾部分。

與常規水電站相比，

除了有兩個水庫，

抽水蓄能電站的水頭較高，

水庫水位升降頻繁、

對防滲要求高。

在建設世界最大規模的

抽水蓄能電站地下廠房、

地下洞室群過程中，

豐甯電站建設者

首次系統性攻克

複雜地質條件下

超大型地下洞室群建造關鍵技術。

這對後續抽水蓄能建設

有着示範意義。

▲豐甯電站地下廠房施工現場。圖片來源：國網新源集團

回望中國抽水蓄能發展史，

從1968年河北崗南水庫安裝了

一台裝機容量1.1萬千瓦的

進口抽水蓄能機組，

開啟了中國抽水蓄能的先河，

到今天自主設計、建設

世界裝機規模最大的抽水蓄能電站，

中國電力人在50多年裡

經過不斷學習和探索，

打破國外技術壟斷，

抽水蓄能機組關鍵技術和成套設備

實現從無到有、

由弱到強的根本性跨越。

我國以工程為依托，

不斷攻克機組及控制設備關鍵技術，

形成擁有自主知識産權的核心技術，

研制出大型抽水蓄能機組及成套設備。

▲國家電網遼甯清原抽水蓄能電站鋼闆數控化切割。圖片來源：國網新源集團

國家電網安徽響水澗抽水蓄能電站

是我國第一座機組設備完全自主化

的抽水蓄能電站，

标志着我國掌握了

抽水蓄能機組設備研制的核心技術。

▲國家電網安徽響水澗抽水蓄能電站。圖片來源：國網新源集團

國家電網浙江仙居抽水蓄能電站

是我國自主研發、自主制造、

自主安裝、自主調試

的抽水蓄能電站。

我國抽水蓄能機組研發制造取得突破，

實現了40萬千瓦級

抽水蓄能機組關鍵技術自主化。

▲國家電網浙江仙居抽水蓄能電站。圖片來源：國網新源集團

南方電網廣東陽江抽水蓄能電站

機組單機容量40萬千瓦，

是國内已投運單機容量最大

的抽水蓄能電站。

▲南方電網廣東陽江抽水蓄能電站。圖片來源：南網50Hz

國家電網吉林敦化抽水蓄能電站

在國内首次實現700米級

超高水頭、高轉速、大容量

抽水蓄能機組的完全

自主研發、設計和制造。

電站500千伏交聯聚乙烯高壓電纜

單根長度超過1500米，

中間沒有一個接頭，

在國内沒有先例可供借鑒。

▲國家電網吉林敦化抽水蓄能電站。田鵬 攝

國家電網黑龍江荒溝抽水蓄能電站

是目前國内緯度最高的在運抽水蓄能電站，

為嚴寒地區建設

大型抽水蓄能電站積累了經驗。

電站機組應用了

“分數極路比”繞組技術，

發電電動機設計了

繞組對稱四支路結構，

進一步優化機組定子線棒布局。

▲國家電網黑龍江荒溝抽水蓄能電站。何平 攝

在抽水蓄能電站施工中，

鑽爆、反井鑽、爬罐法開挖工法外，

目前，越來越多的電站開始使用以

多類型硬岩隧道全斷面掘進機

（TBM）

為代表的機械化設備施工。

▲世界首台大直徑超小轉彎半徑TBM在國家電網河北撫甯抽水蓄能電站投用。圖片來源：國網新源集團

作為全球最大的抽水蓄能

專業化建設、運營、管理企業，

國網新源集團有限公司在國内率先将

TBM施工方法引入抽水蓄能電站建設，

并提出了适合TBM施工的

抽水蓄能電站平洞、

斜井等建築物設計理念，

統一了不同電站功能相近隧洞的

開挖斷面型式和尺寸。

▲全球首台緊湊型超小轉彎半徑TBM“文登号”。 李富春 攝

▲處于始發狀态的“文登号”。圖片來源：國網新源集團

03

造福一方百姓

抽水蓄能電站是

電力系統不可或缺的

組成部分。

而建設抽水蓄能電站的意義

又不止于電力系統。

▲國家電網浙江桐柏抽水蓄能電站上下庫全景。褚銀銀 攝

以豐甯電站建設為例，

截至2021年年底，

電站累計使用

鋼筋13.6萬噸、

鋼闆4.3萬噸、

承德本地水泥近80萬噸，

拉動地方GDP增長超過

422億元；

電站建設高峰期作業人員達

4000人，

每年拉動當地消費至少

3000萬元。

電站附近村莊生活配套設施

逐漸完善，

村民就醫、上學、出行等

得到極大改善。

▲豐甯電站與當地政府合建的豐甯滿族自治縣醫院永利院區。圖片來源：國網新源集團

在生态環境方面，

灤河上遊生态脆弱，

水土流失嚴重，

豐甯電站下水庫庫尾

設置攔沙壩及洩洪排沙設施，

将庫區分成攔沙庫和

蓄能專用下水庫兩部分，

通過“蓄清排渾”方式

解決泥沙問題。

同時，電站參與灤河水環境治理，

建設了水質監測站，

定期向環保部門提供

水質監測數據，

助力灤河治理。

▲豐甯電站蓄能專用下水庫和攔沙庫泾渭分明。圖片來源：國網新源集團

電站建設還增加工程區内

濕地面積800餘畝，

有效改善了當地生态。

這些年，庫區常常能看到

黑鹳、白天鵝等珍稀鳥類。

▲國家電網江西洪屏抽水蓄能電站。圖片來源：國網新源集團

從黑龍江到海南、

從新疆到浙江，

40餘座抽水蓄能電站

風景各異，姿色萬千。

▲國家電網浙江天荒坪抽水蓄能電站上水庫美如畫。張佳彬 攝

▲冬季的國家電網新疆阜康抽水蓄能電站建設現場英姿勃發。圖片來源：國網新源集團

截至2021年年底，

我國抽水蓄能電站核準在建

總裝機規模為6153萬千瓦，

在運抽水蓄能電站總裝機規模

為3639萬千瓦，

均居世界首位。

随着新型電力系統建設的推進，

抽水蓄能發展速度加快。

“十四五”期間，我國

抽水蓄能電站的建設數量

将超過200個。

▲國家電網山東沂蒙抽水蓄能電站上水庫進出水口綻放出水花。圖片來源：國網新源集團

落筆在高山之巅，

書寫于萬裡山河，

中國的抽水蓄能事業

正在蓬勃發展。

更清潔的能源供給，

更安全的電力供應，

更幸福美好的未來，

自主創新、不斷超越的

中國抽水蓄能技術

将為推動能源清潔低碳轉型、

社會可持續發展貢獻

中國力量、

中國智慧！

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