抽水蓄能：激發(fā)綠色發(fā)展新動能

2022年2月20日10時40分，河北豐寧抽水蓄能電站應(yīng)華北電力調(diào)度控制中心指令，快速啟動1號機組抽水，保障電網(wǎng)頻率穩(wěn)定和潮流平衡。電站兩臺機組自2021年12月30日投運以來，累計發(fā)電145次，累計抽水156次，有力保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

2021年，國網(wǎng)新源控股有限公司累計投產(chǎn)10臺抽水蓄能機組，總裝機容量315萬千瓦，投產(chǎn)臺次、容量均創(chuàng)歷史新高。10臺機組投產(chǎn)后，響應(yīng)調(diào)度指令頻繁啟停，截至1月20日共發(fā)電1351次、抽水1251次，發(fā)電電量12.34億千瓦時、抽水電量16.98億千瓦時，充分發(fā)揮了靈活調(diào)節(jié)作用，為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行和可靠供電提供了支撐。

在實現(xiàn)“雙碳”目標的大背景下，新型電力系統(tǒng)加快構(gòu)建，抽水蓄能的基礎(chǔ)性調(diào)節(jié)作用、綜合性保障作用和公共性服務(wù)作用更加凸顯。2021年，國家相繼出臺抽水蓄能電站電價政策和抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃，國家電網(wǎng)有限公司發(fā)布加快抽水蓄能開發(fā)建設(shè)6項舉措。政策利好與行業(yè)需求雙效疊加，抽水蓄能發(fā)展持續(xù)提速。

01 標準引領(lǐng) 提升標準化建設(shè)水平

“抽水蓄能電站已進入開發(fā)、建設(shè)、投產(chǎn)高峰疊加期和快速發(fā)展期，各項工作挑戰(zhàn)多、壓力大，改革發(fā)展各項任務(wù)繁重復(fù)雜。”國網(wǎng)新源公司基建部主任張學(xué)清介紹。

目前，國網(wǎng)新源公司共有在建抽水蓄能電站35座，開工建設(shè)70多個標段，參建人數(shù)4萬人左右。如何安全、有序、快速推進抽水蓄能電站建設(shè)，是擺在全體工程管理人員面前的新課題。“各自為戰(zhàn)已不能適應(yīng)當(dāng)前工程建設(shè)的需要，只有推行標準化建設(shè)、機械化作業(yè)，才能穩(wěn)健、有序、高效推進電站建設(shè)。”張學(xué)清說。

國網(wǎng)新源公司結(jié)合抽水蓄能工程特點和建設(shè)實際，組織編制了涵蓋工程施工、設(shè)備安裝、調(diào)試和驗收等各環(huán)節(jié)在內(nèi)的共計64項技術(shù)標準，形成完整的抽水蓄能工程建設(shè)技術(shù)標準體系；在國內(nèi)水電行業(yè)首次提出標準化設(shè)計理念，總結(jié)提煉抽水蓄能電站建設(shè)經(jīng)驗和成果，率先完成抽水蓄能電站“三通一標”體系建設(shè)。

“這一體系涵蓋通用設(shè)計、通用設(shè)備、通用造價、標準施工工藝4個方面，對抽水蓄能電站設(shè)計、建設(shè)、運行具有廣泛的指導(dǎo)意義。”國網(wǎng)新源公司基建部計劃處負責(zé)人葛軍強介紹。目前，“三通一標”體系已全面應(yīng)用于該公司在建項目，提升了抽水蓄能電站的標準化建設(shè)水平，保證了工程建設(shè)質(zhì)效。

02 科技支撐 解決“卡脖子”問題

國網(wǎng)新源公司大力推廣以多類型硬巖隧道全斷面掘進機（TBM）為代表的機械化施工設(shè)備，在國內(nèi)率先將TBM施工方法引入抽水蓄能電站工程建設(shè)，并提出了適合TBM施工的抽水蓄能電站平洞、斜井等建筑物設(shè)計理念，統(tǒng)一了不同電站功能相近隧洞的開挖斷面型式和尺寸。

“TBM掘進效率是原有人工鉆爆法的3～5倍，施工效果也比人工鉆爆好。隧洞斷面和尺寸統(tǒng)一標準后，一臺TBM可以在多個電站接續(xù)使用，利用率更高，單個項目成本分攤更低。”該公司基建部安質(zhì)處專責(zé)潘福營說。2021年，大斷面TBM在河北撫寧抽水蓄能電站應(yīng)用，小斷面TBM在浙江寧海、河南洛寧、浙江縉云、湖南平江抽水蓄能電站應(yīng)用，掘進速度屢破紀錄。

在標準化、同質(zhì)化、機械化的基礎(chǔ)上，國網(wǎng)新源公司還針對在建項目所在地的氣候特點、地形地貌、生態(tài)環(huán)境，鼓勵各項目部人員結(jié)合項目特點開展科研攻關(guān)，重點解決“卡脖子”問題。

2021年剛剛投產(chǎn)發(fā)電的山東沂蒙抽水蓄能電站就是代表之一。用瀝青混凝土鋪設(shè)水庫面板是抽水蓄能電站常用的防滲處理方法。根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，當(dāng)前水電行業(yè)瀝青混凝土骨料通常采用以灰?guī)r、白云巖等為主的堿性骨料。“2019年，根據(jù)環(huán)保要求，沂蒙電站周邊的采石場陸續(xù)關(guān)停，我們很難找到堿性骨料，上水庫整個工程面臨停工。”沂蒙電站工程部副主任王輪祥介紹。

沂蒙電站工程部歷時兩年科研攻關(guān)，就地利用片麻巖酸性骨料，通過添加抗剝落劑解決了酸性骨料與瀝青黏附性差和耐久性差的核心問題，提出了以片麻巖為主的酸性骨料瀝青混凝土配合比方法，在水電行業(yè)首次大面積采用酸性骨料瀝青混凝土防滲面板，節(jié)約投資1700萬元。工程建設(shè)沒有因堿性骨料短缺而受到影響，兩臺機組提前一年投產(chǎn)發(fā)電。

03 綠色建造 為美麗山水增色

黑龍江荒溝抽水蓄能電站地處東北黑土區(qū)，這里土壤肥沃，黑土資源寶貴。該電站組織專業(yè)隊伍累計收集、儲存腐殖土30余萬立方米，為高標準土地復(fù)墾提供了保障。為做好珍稀樹種移栽工作，荒溝電站與地方林業(yè)部門簽訂協(xié)議，選擇臨近林場栽植、育活珍稀樹種，共移栽成活紅松4126株、水曲柳433株、黃菠蘿257株、紫椴1135株，實現(xiàn)了電站建設(shè)與自然生態(tài)的和諧共生。

在江南水鄉(xiāng)，電站也與自然和諧相融。坐落在宜人的湖光山色之中，浙江仙居抽水蓄能電站嚴格把控綠化細節(jié)，全過程注重生態(tài)保護。仙居電站應(yīng)用地質(zhì)三維設(shè)計、樞紐三維設(shè)計和地下洞室三維設(shè)計，使工程棄渣量減少了44％。此外，電站通過三維設(shè)計核算，采取暗挖隧道的方式，永久征地較原計劃減少157畝，臨時占地減少320畝；擾動土地整治率、水土流失總治理度、土壤流失控制比、攔渣率、林草植被恢復(fù)率、林草植被覆蓋率等均超過批復(fù)方案確定的防治目標。

在電站建設(shè)中，國網(wǎng)新源公司特別關(guān)注環(huán)境保護，發(fā)布綠色建造20條指導(dǎo)意見及環(huán)保水保管理辦法與標準，加大專項資金投入，從規(guī)劃選址、施工管理、運營維護各階段嚴格落實生態(tài)環(huán)境保護措施，將環(huán)境保護、水土保持設(shè)施建設(shè)納入施工合同，在施工廢水處理、邊坡綠化、除塵等方面引入先進處理技術(shù)，確保電站邊建設(shè)邊保護。