12月29日,国家“十四五”重大工程——南网储能南宁抽水蓄能电站最后一台机组投产发电。这标志着广西首座抽水蓄能电站全面建成投产,正式开启以抽水蓄能电站助力广西能源绿色低碳转型的新里程。

南宁抽水蓄能电站下水库全景
在南宁市武鸣区地下百米深处的南宁抽水蓄能电站厂房里,四台重1600吨的机组以428转的速度飞速旋转,每小时可将100万立方米的水能转化为120万度清洁电能,可满足20万户居民一天的用电需求。“南宁抽水蓄能电站不仅是广西首座抽水蓄能电站,也是‘十四五’华南地区首个核准的抽水蓄能工程,总投资约80亿元,安装4台30万千瓦机组,每年最多可消纳清洁能源25亿千瓦时,相应减少二氧化碳排放220万吨。”南网储能公司南宁抽蓄项目部总经理朱泽宽介绍。

南宁抽水蓄能电站厂房
抽水蓄能电站具有上下两个水库,电力系统负荷低谷时机组用电把下水库的水抽至上水库储能,负荷高峰时放上水库的水到下水库带动机组发电,实现水能和电能之间的灵活高效转换。南宁抽水蓄能电站的投产,将为广西电网承担调峰、调频、储能、黑启动等多重功能。“为保障电站投产后功能稳定发挥,广西电网专门建设了电站的500千伏送出线路工程,实现清洁能源存储到输送的全链条高效运转。这个广西抽水蓄能领域的‘头雁’电站,将为广西构建‘风光水储’多能互补体系、加快实现‘双碳’目标提供坚实支撑。”南方电网广西电网电力调度控制中心副总工程师李黎表示。

南宁抽水蓄能电站上水库全景
据了解,南宁抽水蓄能电站2021年11月获得项目核准,2022年7月主体工程开工,是我国首个核准、开工、投产均在一个五年规划内完成的抽水蓄能工程。电站主体工程开工到全面投产仅用时41个月,创造了国内抽水蓄能工程建设的“新速度”。这其中除了数千名建设者坚守岗位的艰辛努力,也离不开新场景、新技术、新方式的赋能。
一批科技与产业融合创新的新场景在南宁抽水蓄能电站建设过程中相继涌现。重约220吨的硬岩隧道掘进机以每天进尺超10米的速度向大山深处进发,历时460天完成5公里长地下厂房排水洞的贯通任务,效率达到人工钻爆的4倍;20辆电动重卡在上水库区域往返穿梭运输,比起普通卡车,一年累计节省燃油消耗约68万升;55台北斗全球卫星导航系统监测装置在下水库大坝等区域整齐排列,以毫米级精度监控覆盖区域的变形情况,大幅替代人工巡检……南网储能公司南宁抽蓄项目部副总经理代雄介绍,南宁抽水蓄能电站建设拉动产业链上下游GDP增长约160亿元,推动了北斗、重卡换电等一批新场景在我国抽水蓄能工程领域的首次应用。这些新场景的应用,大幅提高了工程建设的智能化、绿色化水平,大规模应用前景广阔。

我国首个抽水蓄能重卡换电站在南宁抽水蓄能电站内投运
除了把工程平台开放给新领域场景应用,南宁抽水蓄能电站自身也在主动寻求着工程建设技术革新。以输水系统为例,当水能以每小时百万立方米的流量往返数百米高低落差的上下水库时,水道最大承压能力超过了5兆帕,相当于1平方米面积上要承受叠放250辆汽车的压力,对其材质性能要求极为苛刻。“电站水道成功创新采用钢筋混凝土材质,可较纯钢材质管道节约用钢约1万吨。新材质水道各项性能指标优良,已在广西多个在建抽蓄工程推广应用。此外,对于水道不同区域连接部位的焊接,我们在国内首次引入了智能焊接机器人作业,施工技术达到国际领先水平。”南网储能公司南宁抽蓄项目部工程师史云吏介绍。

国内抽水蓄能领域首次引入了智能焊接机器人作业,施工技术达到国际领先水平
而在建设方式上,工程推进也聚焦提质增效取得一系列向新向优的实质性突破。改进抽水蓄能工程降雨蓄水的单一模式,采取“下水库降雨蓄水”和“上水库抽水蓄水”的优化组合蓄水方法,并在上水库蓄水过程中首创“大流量抽水+小流量稳压”的全新蓄水方式,在保障大坝安全稳定的前提下大幅提高蓄水速度;通过科学优化机组调试方案、精细安排试验时序,在国内抽水蓄能工程领域首次推行“四台机组同时调试”,47天里220多项试验有条不紊开展;地下厂房的安装间端墙由于爆破质量高,不进行混凝土浇筑便直接投入使用,为合理减少抽蓄厂房建设工程量验证了可行性,等等。

南宁抽水蓄能电站采取“下水库降雨蓄水”和“上水库抽水蓄水”的优化组合蓄水方法
南宁抽水蓄能电站的全面投产,给南网储能公司“十四五”抽水蓄能工程建设任务划上了圆满的句号,在运、在建、规划“三个一千万”抽水蓄能发展格局持续深化。五年里,南网储能公司先后建成投产广东阳江、梅州一期、梅州二期和广西南宁4个抽水蓄能工程,总规模480万千瓦,总投资超270亿元,推动在运抽水蓄能规模突破1000万千瓦,达到1268万千瓦,较“十三五”末增长超60%,接近全国总量的五分之一。“ 目前,公司8座在运抽水蓄能电站拥有机组42台,具备超2500万千瓦的调节能力,达到南方电网最高用电负荷的10%,每年最多可消纳清洁能源280亿千瓦时,相当于1300万居民用户一年的用电需求。”南网储能公司基建部副总经理张晨敏介绍。
与此同时,4个工程的建成投产还推动我国抽水蓄能发展提质增效:阳江抽水蓄能电站作为我国首个单机400兆瓦的抽水蓄能电站,高质量完成了我国超高水头超大容量抽水蓄能机组的工程应用任务;梅州抽水蓄能电站(含一期和二期)作为我国能源领域重大技术装备的依托工程,不仅成功实现抽水蓄能装备的全面国产化,还积极探索电站市场化经营新路径,首次实现抽水蓄能工程“投产即入市”,成为我国消纳清洁能源能力同规模电站最强、机组国产化程度最高、市场化运营容量最大的抽蓄电站;南宁抽水蓄能电站坚持发挥抽蓄工程融合创新的平台功能,引入新领域场景,强化新技术应用,推动新方式实践,形成一系列可复制推广的建设经验。

南网储能阳江抽水蓄能电站上库大坝

南网储能梅州抽水蓄能电站一期厂房

南网储能梅州抽水蓄能电站二期地下厂房
进入“十五五”,南网储能公司将加快推进一批具有示范引领性的抽水蓄能工程投产,持续以装备高端化升级、运维数智化赋能、运营市场化改革促进抽水蓄能产业提质升级,为我国经济社会全面绿色转型发展做好应用的储能支撑。
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