如何讓一滴水連續(xù)發(fā)電19遍？

2022年12月29日，兩河口混合式抽水蓄能電站項(xiàng)目（簡(jiǎn)稱“兩河口混蓄電站”）開工建設(shè)。這是全球最大的混合式抽水蓄能項(xiàng)目，也是全國(guó)海拔最高、四川首個(gè)大型抽水蓄能項(xiàng)目。

抽水蓄能電站被稱作“超級(jí)充電寶”。四川第一座巨型“超級(jí)充電寶”在甘孜州雅江縣開工建設(shè)，將帶來(lái)什么？

●何為抽水蓄能電站

抽水蓄能電站是目前技術(shù)最成熟、最穩(wěn)定的大容量?jī)?chǔ)能方式，通過(guò)建設(shè)或使用原有的上下兩個(gè)水庫(kù)，形成落差，利用電力系統(tǒng)低谷負(fù)荷時(shí)段富余的電力抽水到高處蓄存，在高峰負(fù)荷時(shí)段通過(guò)放水發(fā)電，被稱作“超級(jí)充電寶”

●一滴水連續(xù)發(fā)電19遍

在汛期將本來(lái)要進(jìn)入下游水庫(kù)的洪水儲(chǔ)存起來(lái)，在枯水期放水發(fā)電，這些水可惠及兩河口及下游18座水電站。也就是說(shuō)，兩河口水電站汛期攔蓄的每一滴水，都可保留到枯水期發(fā)電18遍。而建設(shè)兩河口混蓄電站之后，又可以增加一次循環(huán)利用，“相當(dāng)于一滴水可以連續(xù)發(fā)電19遍”

●一座電站的“魔法”

兩河口混蓄電站具有抽水、發(fā)電“雙向調(diào)節(jié)”作用，能進(jìn)一步與周邊風(fēng)電、光伏電站的發(fā)電特性互補(bǔ)，配套消納相當(dāng)于自身裝機(jī)規(guī)模3倍的新能源。通過(guò)水風(fēng)光蓄一體化開發(fā)，兩河口300萬(wàn)千瓦常規(guī)水電機(jī)組+120萬(wàn)千瓦抽水蓄能機(jī)組，能將700萬(wàn)千瓦左右隨機(jī)波動(dòng)的光伏和風(fēng)力發(fā)電調(diào)整為平滑、穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)電源

怎么運(yùn)行？工期約6年，在現(xiàn)有兩河口水電站建抽蓄機(jī)組

抽水蓄能電站是目前技術(shù)最成熟、最穩(wěn)定的大容量?jī)?chǔ)能方式，通過(guò)建設(shè)或使用原有的上下兩個(gè)水庫(kù)，形成落差，利用電力系統(tǒng)低谷負(fù)荷時(shí)段富余的電力抽水到高處蓄存，在高峰負(fù)荷時(shí)段放水發(fā)電，被稱作“超級(jí)充電寶”。

兩河口混蓄電站擬安裝4臺(tái)30萬(wàn)千瓦可逆式機(jī)組，加上已建成的兩河口水電站300萬(wàn)千瓦裝機(jī)作為常規(guī)機(jī)組，總裝機(jī)達(dá)420萬(wàn)千瓦，是全球最大的混合式抽水蓄能項(xiàng)目。

怎么來(lái)理解“混合式”？它又是怎么運(yùn)行的？雅礱江流域水電開發(fā)有限公司兩河口抽水蓄能建設(shè)管理局副局長(zhǎng)張貴科告訴記者，“混合式”的意思是既有抽水蓄能又有徑流發(fā)電功能，通常利用已有水電站的水庫(kù)，擴(kuò)建可逆式機(jī)組，增強(qiáng)常規(guī)水電站的調(diào)峰能力。

“與常規(guī)抽水蓄能最大的區(qū)別，是發(fā)電水源不同。”張貴科說(shuō)，兩河口混蓄電站依托兩河口水電站水庫(kù)為上水庫(kù)，有徑流來(lái)水，不經(jīng)過(guò)抽水即可發(fā)電；而常規(guī)抽水蓄能電站發(fā)電主要來(lái)自下水庫(kù)抽水。

張貴科攤開一張項(xiàng)目示意圖說(shuō)，“上水庫(kù)是已經(jīng)建好的兩河口水庫(kù)，下水庫(kù)在距離10多公里的牙根一級(jí)水電站，地下廠房布置在兩河口水電站大壩下游的左岸山體里，通過(guò)山體內(nèi)開挖的水工隧洞連接上水庫(kù)、下水庫(kù)進(jìn)行抽水和發(fā)電。”據(jù)他介紹，兩河口水電站已經(jīng)建成發(fā)電，水庫(kù)正處于第三階段蓄水期，兩河口混蓄電站的上水庫(kù)進(jìn)出水口需要爆破施工，距離原水電站的泄洪系統(tǒng)非常近，如何避免影響原水電站的運(yùn)行是個(gè)艱巨的挑戰(zhàn)。

整個(gè)兩河口混蓄電站的施工期約6年，預(yù)計(jì)2028年底建成投產(chǎn)。

“魔法”效應(yīng)增強(qiáng) 配套消納3倍兩河口水電站裝機(jī)規(guī)模的新能源

2022年3月，兩河口水電站全部機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。兩河口水庫(kù)超過(guò)100億立方米的總庫(kù)容，可實(shí)現(xiàn)非常多的“魔法”效應(yīng)。如今，兩河口又開建混蓄電站，“魔法”效應(yīng)如何進(jìn)一步增強(qiáng)？

“兩河口水電站可以讓一滴水連續(xù)發(fā)電18遍。”雅礱江流域水電開發(fā)有限公司工程管理部主任工程師姚雷說(shuō)，兩河口水電站在汛期將本來(lái)要進(jìn)入下游水庫(kù)的洪水儲(chǔ)存起來(lái)，在枯水期放水發(fā)電，這些水可惠及兩河口及下游18座水電站。也就是說(shuō)，兩河口水電站汛期攔蓄的每一滴水，都可保留到枯水期發(fā)電18遍。而建設(shè)兩河口混蓄電站之后，又可以增加一次循環(huán)利用，“相當(dāng)于一滴水可以連續(xù)發(fā)電19遍。”

2022年7月，全球最大水光互補(bǔ)電站——雅礱江兩河口水電站水光互補(bǔ)一期項(xiàng)目（柯拉光伏電站）開工建設(shè)，裝機(jī)達(dá)百萬(wàn)千瓦級(jí)，后續(xù)有望擴(kuò)展到300萬(wàn)千瓦以上，相當(dāng)于再造一個(gè)“兩河口”。不管是水光互補(bǔ)電站還是混蓄電站，都要依托兩河口的“寶藏”水庫(kù)。

姚雷介紹，兩河口水電站具備多年調(diào)節(jié)能力，周邊的雅江、道孚、理塘、新龍等4縣就有超過(guò)2000萬(wàn)千瓦的光伏資源，隨著下一步大規(guī)模開發(fā)，亟需建設(shè)可供調(diào)節(jié)的優(yōu)質(zhì)電源點(diǎn)。兩河口混蓄電站，具有抽水、發(fā)電“雙向調(diào)節(jié)”作用，新增裝機(jī)120萬(wàn)千瓦的抽水蓄能機(jī)組，能進(jìn)一步與周邊風(fēng)電、光伏電站的發(fā)電特性互補(bǔ)，配套消納相當(dāng)于自身裝機(jī)規(guī)模3倍的新能源。通過(guò)水風(fēng)光蓄一體化開發(fā)，兩河口300萬(wàn)千瓦常規(guī)水電機(jī)組+120萬(wàn)千瓦抽水蓄能機(jī)組，能將700萬(wàn)千瓦左右隨機(jī)波動(dòng)的光伏和風(fēng)力發(fā)電調(diào)整為平滑、穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)電源。

迎來(lái)大發(fā)展 四川還有11個(gè)“超級(jí)充電寶”將陸續(xù)開工

四川目前只有兩座小型抽水蓄能電站，其中，寸塘口抽水蓄能電站位于遂寧市蓬溪縣，裝機(jī)容量?jī)H0.2萬(wàn)千瓦，1992年建成；位于阿壩州小金縣的春廠壩水光蓄互補(bǔ)電站，安裝有裝機(jī)容量0.5萬(wàn)千瓦的抽水蓄能機(jī)組，2022年5月并網(wǎng)運(yùn)行。

中國(guó)電建成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院兩河口混蓄項(xiàng)目設(shè)計(jì)總工程師柏睿介紹，隨著四川用電需求持續(xù)較快增長(zhǎng)，水電開發(fā)逐漸進(jìn)入收官期，風(fēng)光新能源大規(guī)模發(fā)展，波動(dòng)性加大了電網(wǎng)的調(diào)峰需求，需要建設(shè)抽水蓄能電站，以進(jìn)一步優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)電力系統(tǒng)的保供和調(diào)峰能力。“2021年四川首次系統(tǒng)全面開展了抽水蓄能中長(zhǎng)期規(guī)劃。”柏睿說(shuō)，同年國(guó)家能源局發(fā)布《抽水蓄能中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》，四川有16個(gè)抽水蓄能電站納入規(guī)劃，規(guī)模合計(jì)1920萬(wàn)千瓦。其中，兩河口混蓄電站是規(guī)劃中的重點(diǎn)實(shí)施項(xiàng)目之一。

“與2021年編制抽水蓄能中長(zhǎng)期規(guī)劃相比，負(fù)荷需求持續(xù)快速超預(yù)期增長(zhǎng)。”省能源局相關(guān)負(fù)責(zé)人說(shuō)，以負(fù)荷需求為導(dǎo)向考慮各類電源的開發(fā)預(yù)期，隨著水電基本開發(fā)完，新能源大規(guī)模開發(fā)需要靈活性調(diào)節(jié)電源，抽水蓄能電站將是四川省中長(zhǎng)期電源擴(kuò)展重要方向之一。

不久前印發(fā)的《四川省電源電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃（2022—2025年）》明確，我省將推進(jìn)26個(gè)抽水蓄能項(xiàng)目，其中“十四五”核準(zhǔn)開工12個(gè)，推進(jìn)前期工作14個(gè)，總規(guī)模達(dá)3490萬(wàn)千瓦。可以預(yù)見(jiàn)，兩河口混蓄電站開工建設(shè)，將掀起四川抽水蓄能電站開發(fā)建設(shè)的新熱潮。葉巴灘、攀枝花仁和項(xiàng)目預(yù)計(jì)今年核準(zhǔn)，省能源局正在統(tǒng)籌研究綿竹、江油、蘆山、道孚、大邑等9個(gè)“十四五”重點(diǎn)實(shí)施抽水蓄能項(xiàng)目核準(zhǔn)開工時(shí)序，倒排工期，爭(zhēng)取盡快開工建設(shè)。