世界最大抽水蓄能电站，释放怎样超能量？

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2024年12月31日8时08分，世界装机容量最大的抽水蓄能电站——国网新源河北丰宁抽水蓄能电站11号机组正式投入商业运行，标志着电站实现全面投产发电。

1995年启动项目前期工作，2013年5月正式开工建设，2021年12月首批两台机组投产发电……多年来，克服重重挑战，攻克诸多难关，在燕山深处滦河上游，由我国自主设计建设的世界最大抽水蓄能电站，从梦想变为现实。

2024年12月31日，国网新源河北丰宁抽水蓄能电站地下厂房内，技术人员正在进行日常巡检。 河北日报记者田明摄

■ 为京津冀输送绵绵绿电

“昨天，电站单日抽水电量1227.16万千瓦时，发电664.67万千瓦时。”1月1日，拿到电站全面投产发电首日的最新运行数据，国网新源河北丰宁抽水蓄能电站运行部负责人赵日升难掩激动。

2024年12月31日8时08分，随着最后一台变速机组投入商业运行，国网新源丰宁电站12台机组全部投产发电，这座世界最大“超级充电宝”正式满格运行。

赵日升介绍，作为世界装机容量最大的抽水蓄能电站，电站上水库一次蓄满可储存新能源电量近4000万千瓦时，12台机组满发利用小时数达到10.8小时，是华北地区唯一具有周调节性能的抽蓄电站。

燕山迤逦，滦河蜿蜒。

海河流域滦河干流上游，距北京市直线距离180千米、距承德市直线距离170千米的群山之间，两片湖水清澈明亮，国网新源丰宁电站就位于这里。

河北特别是张承坝上地区，风能、光能资源富集，风电、光伏发电装机规模突破1亿千瓦。然而，风机、光伏发电具有波动性、随机性，当“追风逐日”有了规模，随之产生的消纳和储能问题就凸显出来。

如何削峰填谷？

为解决这个问题，一座抽水蓄能电站应运而生。

滦河东去，流淌至丰宁满族自治县四岔口乡永利村，四周高山耸立，峰岭成群，水流湍急。国网新源丰宁电站的建设，恰恰就依托于这样的地理环境优势。

“电站上水库位于山谷中央，如同一个天然水盆，通过在山体深处修建的6条直径约7米的双向水道，与下水库相连。两座水库高差达到425米。”电站机电部高级师雷华宇说。

用电低谷时，电站用富余电能将水从下水库抽至上水库储存起来；用电高峰时，将水从上水库放至下水库发电。

一抽一放，抽水蓄能电站驯服了“不听话”的风光资源，把低谷过剩电能转为高峰优质电能，被誉为“超级充电宝”。

以山为势，化水为能，山水之间，动能澎湃。

“这里是建设抽水蓄能电站的绝佳之地，同样也在京津冀电网格局中占据着关键位置。”雷华宇表示，这里紧临京津冀负荷中心和冀北千万千瓦级新能源基地，是华北、东北地区绿电进京必经通道。

2021年12月30日，国网新源丰宁电站首批两台机组正式投产发电。它一出场，便用源源不断的绿电点亮了北京冬奥场馆。

“北京冬奥会、冬残奥会期间，电站接入柔性直流电网，实现了新能源多点汇集、风光储多能互补、源网荷协同，在源头上降低了新能源发电的波动。”雷华宇介绍，此举保障了北京冬奥场馆100%绿电供应，为破解新能源大规模开发利用难题提供了“中国方案”。

自首批两台机组投产发电至2024年12月31日，电站已累计发电87.83亿千瓦时，消纳新能源110.84亿千瓦时。

如今火力全开的“超级充电宝”，将在京津冀能源格局中扮演更重要的角色。

“抽水蓄能是目前技术最为成熟的大容量储能方式，是电力系统安全防御体系的重要组成部分。”国网新源河北丰宁抽水蓄能有限公司董事长倪晋兵表示，它可以有效解决风、光等新能源发电的随机性、波动性、间歇性问题，能够快速响应电网灵活调节的需求，保障大电网的安全稳定运行。

满格运行后，国网新源丰宁电站每年可消纳绿电87.16亿千瓦时，供应绿电66亿千瓦时，可满足260万户家庭一年用电量，为京津及冀北地区电网安全运行装上稳定器、调节器。

2024年12月31日拍摄的国网新源河北丰宁抽水蓄能电站上水库。 河北日报记者田明摄

■ 四项世界第一护航稳稳的绿电

装机容量世界第一、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，“手握”四项世界第一，国网新源丰宁电站将绵绵绿电稳稳送达京津冀。

如此战绩如何炼成？

寒冬时节，电站下水库晶莹的冰面，被冬日暖阳照得闪闪发亮。

“建设之初，这还是条难以驯服的‘流沙河’。”电站工程部工程师贾晋说，下水库在原丰宁水库基础上修建，由于上游生态脆弱，水土流失严重，当时水库年均入库沙量达171万立方米。

而泥沙，就是电站建设中碰到的一个“拦路虎”。

“按当初预计，如不解决泥沙问题，库容4100多万立方米的下水库，24年后将被填平。”贾晋说，平均每立方米9.43公斤的含沙量，也将对机组造成严重磨损，大大降低使用寿命。

为此，电站委托武汉大学、中国水科院开展泥沙淤积数学模型技术和物理模型实验，在水库库尾设置拦沙坝及泄洪排沙设施，建成了我国抽水蓄能电站中泄洪排沙建筑物布置最复杂的下水库，累计清理滦河底部泥沙180余万立方米。

总装机360万千瓦，约相当于六分之一个三峡水电站；上水库库容4504万立方米，一次最大储能近4000万千瓦时……泥沙问题的妥善解决，让两个水库实现畅通的水循环，为电站实现装机容量、储能能力世界第一，打下了坚实基础。

乘车从山腰处的洞口进入地下厂房，一条条洞室纵横交错，规模庞大的地下工程，令人惊叹。

这里是同时停放11架波音737客机的地下厂房，规模世界第一。地下洞室多达190条，总长度50.14千米，规模世界第一。

在国网新源丰宁电站的布局中，连接上下水库的管道、用于抽水发电的机组等核心设施，全部位于大山腹中。要在大山中掏出一个稳固且庞大的空间，难度可想而知。

“山体内岩石年代久远，蚀变带、裂隙多，平均每30厘米就会出现一组裂隙，传统工艺开挖，很可能塌方或变形。”电站工程部主任王兰普说，刚开建，地质变形难题就横在他们面前。

为啃下这块硬骨头，建设者们放弃传统整体爆破方法，把高达54.5米的地下厂房分成9层，在施工中不断通过锚杆、锚索、锚板等多种技术措施进行加固，如穿糖葫芦般有效控制地下厂房开挖中的变形问题。

2019年10月28日，地下洞室开挖完成，该电站在国内首次系统性攻克复杂地质条件下超大型地下洞室群建造关键技术，为复杂地质条件下抽蓄电站建设提供了解决方案。

走进地下厂房，12台机组一字排开。雷华宇一直密切关注着机组的运行参数。

12台机组中，11号、12号两台变速机组是雷华宇的“心尖子”，它们是国内首次引进的大型变速抽水蓄能机组，响应电网调节需求更加灵活。

“定速机组在励磁系统投入后到完全并网需50多秒，而变速机组只需2秒。”雷华宇说，变速机组不仅响应更快，还能更加精准满足电网需求，做到按需供应。

由于是国内首次引进，没有安装、整组启动调试标准和工作经验，技术团队面临严峻考验。

变速机组转子重达455吨，每分钟转速高达428.6转。由于缺乏安装经验，最初安装时就出现整体叠装完成后铁芯变形等突发问题。

变速机组转子上下护环与定子铁心理论单边间隙仅为5毫米，加上吊装过程中保护垫板3毫米厚度影响，吊入间隙仅剩2毫米，为目前国内抽蓄机组转子吊装最小间隙。

多少个日夜，雷华宇和一群平均年龄仅30.5岁的同事们一次次攻关，创造了我国抽水蓄能发展史上多个纪录，先后解决转子铁芯变形、定转子最小吊装间隙等12项关键技术难题，填补国内空白。

截至目前，国网新源丰宁电站累计获得省级、行业协会科学技术进步奖7项，制定国家、行业标准7项，获得发明专利13项、实用新型专利56项，为我国抽水蓄能行业的技术革新和抽蓄电站大规模、高质量开发建设提供了示范。

2024年12月31日，国网新源河北丰宁抽水蓄能电站11号机组正式投入商业运行。 河北日报记者田明摄

■ 清洁能源发展按下“快进键”

2024年最后一天，伴随世界最大“超级充电宝”满格运行，丰宁清洁能源并网装机规模达到1030万千瓦，成为承德首个突破千万千瓦的县。

丰宁发展清洁能源产业条件得天独厚，拥有丰富的光能、风能、水能资源。年日照时长达2903个小时，光伏年可利用小时数达1600小时；坝上地区年平均风速7.5米以上，风电可利用小时2800小时以上；全县五大水系年均水资源总量约4.48亿立方米。

“国网新源丰宁电站的建设运行，进一步拓宽了风电、光伏等可再生能源开发空间，为我们依托资源优势，加快构建新型电力系统和新型能源体系按下‘快进键’。”该县清洁能源发展中心主任龚雪冬表示。

2024年12月17日，走进位于丰宁经济开发区的国华丰宁新能源产业园，综合智慧能源管理平台即将正式投用。

打开平台，国华各风电场的每一块光伏板、每一台风机各项数据实时更新，现场画面清晰可见。未来，平台可通过大数据分析，实时分析区域清洁能源利用效率，为优化产业结构、合理配置能源提供辅助决策。

在丰宁，清洁能源的发展有着清晰的规划。

2022年，成立清洁能源发展中心。2023年，成立清洁能源产业推进专班，统筹全县清洁能源场景建设。

“我县制定‘1+3’领导包联责任制，对风光电项目，实施四级包保。每个项目都由一名县领导牵头，一个县直部门、一个相关乡镇、一个企业主体共同参与，坚持一包到底，严格落实包项目手续、包力量统筹、包问题解决、包建设进度、包入库入统的‘五包’责任，最大程度提升项目建设成效。”龚雪冬介绍，2024年该县共开工清洁能源项目19个。

为进一步延伸产业链条，丰宁持续加大招商力度。在风电装备领域，建成远景能源河北有限公司北方地区陆上智能风机总装基地，2023年实现产值23亿元。2024年，远景能源总投资约2亿元的风机齿轮箱制造项目开工建设。

储能装备制造齐头并进。投资2亿元的超低温储能电池项目、投资3000万元的储能电池组装项目、投资1亿元的磁悬浮储能飞轮系列产品研发项目相继落地。

“丰宁将努力打造北京清洁能源电力供应基地、北京绿氢应用基地、国家级储能产业基地、华北清洁能源制造基地，加快形成清洁能源装备制造产业集群。”丰宁满族自治县副县长陈振华表示。（河北日报记者 陈宝云 李建成 周聪聪）

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绿色电站带给百姓生活新变化

国网新源河北丰宁抽水蓄能电站业主营地内，一棵棵蒙椴、白桦等本地树种成为花园绿地的主角儿。

“这些树木都是从上水库库区移植下来的。在建设中，我们一直致力于保护当地生物多样性。”电站工程部工程师贾晋说。

滦河是京津重要水源地，改善提升滦河流域生态环境关系到京津冀的可持续发展。近年来，国网新源丰宁电站主动配合滦河水环境治理工程，新建拦沙库调蓄泥沙，累计清理工程区内滦河干流底部淤泥180余万立方米。积极改善滦河湿地生态环境，增加工程区湿地面积800余亩，吸引了黑鹳、白鹳、白鹡鸰、白天鹅等珍贵鸟类前来栖息。

穿行山水间，一块块施工过程中开挖的山体，已全部披上绿装。

“高陡边坡生态恢复难度大、投入高，为了让所有区域应绿尽绿，我们采用植被混凝土、植生袋护坡、植生毯等综合治理措施，破解这一生态恢复难题。”贾晋说，电站累计完成7000余亩永久征地绿化和2900余亩临时用地复垦。

绿色电站的建设不仅改善了环境，还大大便利了当地百姓的生活。

“以前村民外出要翻越山梁，道路狭窄崎岖，到县城需要两个半小时车程。”丰宁满族自治县四岔口乡永利村党支部书记梁永说，电站落户该村后，扩宽道路、挖通隧道，到县城的车程缩短到了1个小时。

行走在干净整洁的永利村，小花园、小游园精致美观，宾馆、饭店、超市等商业配套齐全。服务电站建设者和村民的县医院永利分院内，不光有县医院医务人员长期坐诊，还配备了彩超、X射线摄影等医疗设备，让大家足不出村便可享受到县级医院的医疗服务。

干沟门村位于电站下游10公里的深山峡谷中，受地理条件制约，全村人均耕地只有2.1亩。“以前村里要啥没啥，是远近闻名的贫困村。”干沟门村党支部书记肖凤国说。

2013年，电站正式开工后，与附近乡镇签订劳务用工框架协议，优先吸纳当地劳动力，让干沟门村百姓看到了希望。

“有点技术的村民每月能收入5000多元。没啥技术的村民可以当保安、做保洁、在食堂做饭，平均每月也有3000多元收入。最多时，电站为我们村提供了近百个就业岗位。”肖凤国说，除了实实在在的收入，电站还帮助该村修筑防洪堤坝、跨河大桥等基础设施，让曾经的贫困村走上了致富路。

抽水蓄能电站投资大、建设周期长，具有带动力强、中长期经济效益显著等优势，可有力带动电源、电工装备、用能设备、原材料等上下游产业发展，推动装备制造业转型升级，提高产业链供应链稳定性和现代化水平，对稳投资、保就业、惠民生意义重大。

据统计，电站开工以来，累计消耗钢材13.7万吨、本地水泥近80万吨，累计向地方纳税4.58亿元。建设高峰期每年拉动当地消费超3000万元，投产运行期间每年吸纳当地劳务人员近400人，为乡村振兴和当地经济发展注入强劲动力。（文/河北日报记者 陈宝云）