牵手“充电宝” 一起向未来

滦河奔腾，群山耸立，灵动的山水之间孕育了一座超级工程。在河北省承德市丰宁满族自治县四岔口乡永利村，2021年12月30日，世界装机容量最大的抽水蓄能电站——丰宁抽水蓄能电站首批机组投产发电，为电网再添一座绿色“充电宝”。


国家电网有限公司董事长、党组书记辛保安表示，突出绿色办奥理念，全部冬奥场馆100%使用绿色电力，是北京冬奥会的一大特色，这在百年奥运史上前所未有。国家电网近年来持续加大投入力度，累计建成28项冬奥配套电网工程，全力护航绿色冬奥。

作为北京冬奥会配套绿色能源重点工程，丰宁抽水蓄能电站总投资192亿元，总装机容量360万千瓦，年抽水电量87.16亿千瓦时，年设计发电量66.12亿千瓦时，可满足260万户家庭一年的用电。

站在永利村抬头仰望，条条银线牵引着巍峨的铁塔翻山越岭，绵延四方。丰宁抽水蓄能电站南靠京津冀负荷中心，北邻张家口千万千瓦级风电基地，接入张北柔直电网和华北500千伏电网，有利于保障京津冀地区新能源的高效调峰和消纳，为北京冬奥会实现全绿电供应提供有力保障。

抽水蓄能电站是电力系统的主要调节电源，与普通的水电站不同，抽水蓄能电站有上、下两座水库，在用电低谷期，抽水蓄能机组开始抽水蓄能，利用富余电能将水从下水库抽到上水库，电能转化为势能储存；在用电高峰期，抽水蓄能机组开始放水发电，水流从上水库奔向下水库，带动轮机转动，将势能转化为电能。

“刚来时进山的路都要靠向导，现在道路畅通，电站发电，还能赶上为北京冬奥会作贡献，真的很自豪！”看着丰宁抽水蓄能电站1号机组启动，国网新源河北丰宁抽水蓄能有限公司机电部主任陈磊眼睛里闪烁着激动的光芒。从2010年投身丰宁抽水蓄能电站的前期可研工作，到2013年工程开工建设，再到2021年首批机组并网发电，陈磊在山沟沟里见证了这个最大“充电宝”的诞生，内心的激动之情难以言表。尤其在2021年这一年，陈磊和同事们向着冬奥目标，铆足了劲儿向前冲，电站已经成了他们第二个家。

抽水蓄能电站是一个绿色“充电宝”，随时可以提供绿色电能，这与北京冬奥会“绿色办奥”的理念完美契合。北京冬奥会期间，3大赛区26个场馆将全部使用绿电，这些绿电主要来自张北柔性直流电网试验示范工程（以下简称“张北柔直工程”）。张北柔直工程每年可向北京输送约140亿千瓦时绿色电能，供应北京市大约1/10的用电量，直接满足北京冬奥会所有场馆的用电需求。

风电、光伏发电具有间歇性、波动性等特点，当新能源出力不足时，如何保障冬奥场馆的绿电供应？

抽水蓄能电站作为目前最成熟、最经济、最清洁的大规模电能储能装置，是促进清洁能源消纳、保障北京冬奥会绿色能源供应的有效手段。“丰宁抽水蓄能电站与张北柔直工程的阜康换流站相连，可以跟踪新能源的出力情况，在新能源大发时抽水蓄能，在新能源出力不足时放水发电，支撑具有网络特性的直流电网高可靠高效率运行，增强系统调节能力，促进新能源消纳。”陈磊说，丰宁抽水蓄能电站首次实现抽水蓄能电站接入柔性直流电网，为破解新能源大规模开发利用难题提供了宝贵的“中国方案”。

工程大事记

2013年5月29日

丰宁抽水蓄能电站一期工程开工。

2015年9月23日

丰宁抽水蓄能电站二期工程开工。

2016年7月

丰宁抽水蓄能电站实现两期工程同步建设。

2017年10月26日

丰宁抽水蓄能电站上水库大坝填筑至1510米设计高程，顺利封顶。

2019年10月28日

丰宁抽水蓄能电站一、二期工程地下厂房开挖完成。

2020年11月12日

丰宁抽水蓄能电站下水库正式蓄水。

2021年8月7日

丰宁抽水蓄能电站10台定速机组混凝土浇筑全部完成。

2021年10月1日

丰宁抽水蓄能电站500千伏系统倒送电圆满完成。

2021年12月11日、13日

丰宁抽水蓄能电站10号、1号机组分别进入15天考核试运行。

2021年12月30日

丰宁抽水蓄能电站首批机组投产发电。

运行更灵活 电网好搭档

从丰宁抽水蓄能电站上水库岸边向远处眺望，一眼望不到边际，水面在阳光的照耀下闪闪发光，宛如一块晶莹剔透的蓝宝石。丰宁抽水蓄能电站上水库库容巨大，比十三陵抽水蓄能电站上水库的10倍还大，一次蓄满可储存新能源电量近4000万千瓦时，是华北地区唯一具有周调节性能的抽水蓄能电站。

什么是周调节性能？国网新源河北丰宁抽水蓄能有限公司工程部副主任贾涛解释说：“一般的抽水蓄能电站受限于空间限制，上水库库容不够大，只具备日调节功能，即当天完成抽水蓄能和放水发电。而丰宁抽水蓄能电站得益于山顶天然具备的像盆似的地质条件，上水库库容巨大，蓄满水后可以在一周之内平衡发电，满足电网的多元化调节需求。”

我国力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，未来我国能源结构中，风电、光伏发电等新能源的比重将大幅提升，电网安全运行面临巨大挑战。

以丰宁抽水蓄能电站所在的华北电网为例，近年来，华北地区新能源发展迅猛，截至2021年11月，新能源装机容量达1.63亿千瓦，占比35%，华北电网已成为国家电网经营区新能源装机占比最大的区域电网。加快开发建设抽水蓄能，增强系统储能调节能力，是新能源大规模发展、电力系统安全稳定运行的重要保障。

“国网华北分部成立了‘大规模新能源+四端柔直电网+抽水蓄能电站+承德新能源’全方位协调作战柔性创新工作团队，丰宁抽水蓄能电站投产发电后，可以充分发挥柔直、抽蓄灵活运行优势，开展设备级的优化控制和系统级的优化调度。在柔直送端和承德新能源均大发时，综合利用丰宁抽水蓄能电站的超级‘充电宝’作用和柔直电网的‘潮流控制器’作用，实现风、光、储‘跨时间互补’，进一步提高大电网资源优化配置能力，为保障京津唐电网安全稳定运行、促进华北地区新能源消纳、推动能源清洁低碳转型创造了条件。”国家电网有限公司华北分部调度控制中心副主任王茂海说，华北电网兼具送端电网和受端电网的双重属性，区域内既有大型新能源和常规电源送出基地，又有京津冀鲁大型负荷中心，各类电网稳定问题交织，电网安全稳定运行需要更多灵活的调节电源，大容量的丰宁抽水蓄能电站是电网不可或缺的好搭档。

抽水蓄能机组运行方式灵活、响应速度快，具备调峰、调频、调相、储能、系统备用和黑启动等六大功能。除了这些功能，丰宁抽水蓄能电站首次在国内采用大型变速抽水蓄能机组技术，电站二期工程采用2台交流励磁变速机组。“传统的定速机组的水泵功率是不可调节的，而风、光变化多端，变速机组的水泵功率可以根据新能源的出力灵活调节，运行效率更高、调度更灵活。”陈磊说，变速机组在国外早已应用，但在国内尚属首次，他带领团队多次同东芝、三菱、阿尔斯通、福伊特、安德里茨等国外设备厂商进行学习交流，积极开展变速机组交流励磁系统、保护系统、控制系统及工程应用等项目科研攻关，推动变速机组在国内扎实落地。

“以前抽水蓄能电站通常每天一抽一发即可满足电网需求，近年来随着新能源的大规模接入，很多抽水蓄能电站开始每天两抽两发，消纳光伏发电、风电。试运行期间，丰宁抽水蓄能电站在完成每天一抽一发的任务后，多次接到在凌晨2时至6时抽水的调度指令，助力消纳夜间大发的风电。”国网新源河北丰宁抽水蓄能有限公司副总经理吴培枝在抽水蓄能行业已有16年，他坦言，如今抽水蓄能电站在电力系统中的“稳定器”“调节器”“平衡器”作用愈发凸显，将进一步优化能源结构，助力建设新型电力系统。

高山出平湖 造福一方人

“夏天时这里是绿水青山，在早晨太阳出来前，下水库水面薄雾笼罩，仙气飘飘，真是美极了！”提起丰宁抽水蓄能电站建设后周边环境的变化，永利村党支部书记、村主任梁永赞不绝口。

梁永是土生土长的永利村人，这些年，他目睹着周边的高山越来越青，河水越来越绿，对抽水蓄能电站的认可越来越高。“我每次来电站办事，都忍不住拍个抖音视频，现在政府正在进行旅游规划，以后村子有望成为旅游小镇，乡亲们的生活就更有奔头了！”梁永信心满满地说。

丰宁抽水蓄能电站自建设以来，始终秉持生态文明理念，积极推进绿色建造，实现人与自然和谐共生。“滦河途经地区黄土较多，河水含沙量较大，丰宁抽水蓄能电站位于滦河干流，在电站建设过程中，我们主动参与‘八百里’滦河水环境治理工程，累计清理工程区内滦河干流底部淤泥100余万立方米，持续加强水质监测分析，为滦河水质提升贡献力量。”国网新源河北丰宁抽水蓄能有限公司副总经理马雨峰介绍，电站建设了水质监测站，定期向环保部门提供水质监测数据，为政府部门制定水环境治理对策提供参考。

在施工过程中，建设者们重视保护生物多样性，采用植被混凝土、高次团粒、植生袋护坡、植生毯等综合治理措施，成功破解高陡边坡生态恢复难题，增加工程区内湿地面积800余亩，有效改善了当地生态。

像丰宁抽水蓄能电站这样严格的水土保护措施，干了30余年工程施工的马雨峰都直呼很少见。“北方的山上水资源很金贵，电站水库蓄水之后，周围环境更好了，这些年库区常常能看到黑鹳、白天鹅等珍稀鸟类，刚开始只能看到一两只，最近这些年越来越多，有一年我看到了20只白天鹅。”马雨峰自豪地说。

建设一座电站，改善一片环境，带动一方经济，造福一地百姓。在永利村的主干道两边，宾馆、超市、餐馆、药店、汽车维修店等商铺鳞次栉比。“得益于丰宁抽水蓄能电站的开发建设，永利村的生活配套设施逐渐完善，2020年年初，电站与政府共同出资建设的医院投入运行，村民们的生活水平跟县城人民不相上下。”丰宁满族自治县抽水蓄能电站筹建处副处长周恩说。

发展的永利村孕育着无限的商机。来自黑龙江的闫喜文在村里经营着一家70多平方米的餐馆，中午用餐高峰时店内常常没有座位。44岁的闫喜文从事餐饮业多年，2018年，他在北京的店铺面临拆迁腾退，后经一个四岔口乡朋友的介绍，来到永利村开起了餐馆。

“村里的超市商品齐全，平常需要的食材就近就可以买到，村里直通县城的路也好走，开车40分钟就到，在这开店挺方便的，收入也比较稳定。”闫喜文乐呵呵地说，他在夏天时还经营烧烤，需要父母、妻子、儿子前来帮忙才能忙得过来。听说以后永利村还要进行旅游开发，闫喜文也想继续留下来，过上稳定安乐的好日子。

丰宁抽水蓄能电站施工期间，充分吸纳当地劳务人员，工程建设高峰期作业人员达4000人，拉动地方GDP增长超过422亿元。目前工程累计使用钢筋13.6万吨、钢板4.3万吨、承德本地水泥80万吨，显著带动当地就业投资与产业发展。

高山出平湖，绿水绕青山。国家电网有限公司积极担当作为，全力抓好抽水蓄能电站建设，经营区抽水蓄能电站在运、在建规模分别达2716万千瓦、4798万千瓦，为构建新型电力系统、促进清洁能源消纳贡献国网力量。

原标题：超级“充电宝”助力绿色冬奥