海拔1500多米的山峰上，120多米高的大壩拔地而起、巍然矗立；地下50余米深的山體內(nèi)，190條地下洞室縱橫交錯、上下連通；綿延群山腳下，攔沙壩、攔河壩梯次排開，為滔滔灤河濾沙蓄水護生態(tài)……
12月30日，全球裝機規(guī)模最大的抽水蓄能電站——國家電網(wǎng)河北豐寧抽水蓄能電站投產(chǎn)發(fā)電。這個世界最大的綠色“超級充電寶”，不僅能為即將舉辦的北京冬奧會提供綠色動力，也改善了當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，服務(wù)了經(jīng)濟社會發(fā)展，演繹著“綠水青山就是金山銀山”的動人故事。
綠電不負冰雪之約
冬日的張北，天朗氣清、碧空如洗。遼闊的張北草原上，星羅棋布的湛藍色光伏板與徐徐轉(zhuǎn)動的白色風機點綴其間，“風光”無限。
2020年6月，世界首個柔性直流電網(wǎng)工程——張北柔直工程竣工投產(chǎn)。來自張北的清潔電能沿著這條綠色電能高速路匯入北京電網(wǎng)，點亮2022年北京冬奧會場館。
2021年10月，豐寧電站接入張北柔直工程的調(diào)節(jié)端阜康換流站，在世界上首次實現(xiàn)抽水蓄能電站接入柔直電網(wǎng)。抽水蓄能與柔性直流“手牽手”，共同讓“張北的風點亮北京的燈”，保障冬奧會場館綠電供應(yīng)。
為冬奧會提供全綠電供應(yīng)，為什么需要豐寧電站？
“作為目前可控性最高、適應(yīng)性最好的輸電技術(shù)，柔性直流輸電具有獨特優(yōu)勢，能解決新能源大規(guī)模并網(wǎng)難、遠距離傳輸難等問題。但新能源的隨機性、波動性特征是一個世界性難題，豐寧電站作為柔直電網(wǎng)調(diào)節(jié)端，能充分發(fā)揮儲能和調(diào)節(jié)作用，實現(xiàn)風光儲多能互補、時空互補、源網(wǎng)荷協(xié)同，更好促進新能源消納?！眹W(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能有限公司副總經(jīng)理吳培枝介紹，“如果冬奧會賽事期間，某天午休時分風電大發(fā)，但同一時刻比賽場館根本用不了這么多電。豐寧電站就可以抽水，把這些風電儲存起來，等傍晚風力變小、太陽下山再放水發(fā)電，給冬奧會場館供電。”
數(shù)據(jù)顯示，2024年12臺機組全部投產(chǎn)后，豐寧電站每年可消納新能源電量87億千瓦時，節(jié)約標準煤48萬噸，減排二氧化碳120萬噸。
強大的消納能力，來自豐寧電站強大的庫容。豐寧電站一次蓄滿可儲存新能源電量近4000萬千瓦時。首批投產(chǎn)的2臺機組可提供60萬千瓦出力，12臺機組全部投產(chǎn)后，電站的雙倍調(diào)節(jié)能力將高達720萬千瓦，緊急情況下最大可提供相當于三分之一個三峽水電站的調(diào)節(jié)出力。
一個亮點是，巨大的庫容讓豐寧電站成為華北地區(qū)唯一具有周調(diào)節(jié)性能的抽水蓄能電站，且周調(diào)節(jié)能力位居全國第一。豐寧電站12臺機組滿發(fā)利用小時數(shù)達10.8小時，相對日調(diào)節(jié)而言，機組可時刻保持備用，響應(yīng)電網(wǎng)需求，有力保障華北電網(wǎng)高可靠高效率運行。
今冬明春，用電高峰期、冬季供暖期疊加，電力需求持續(xù)增長。要高質(zhì)量“綠色辦奧”，就必須高可靠“綠電保供”。
北鄰冀北千萬千瓦級新能源基地，南靠京津冀負荷中心，豐寧電站不僅促進了新能源大規(guī)模消納，也是當之無愧的電力系統(tǒng)“調(diào)節(jié)器”“平衡器”，在極端情況下可保障電力連續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)。
二氧化碳跨臨界直冷制冰系統(tǒng)將冰面溫差控制在0.5攝氏度以內(nèi)，碳排放量接近于零；冷熱聯(lián)供一體化設(shè)計可對制冷余熱進行回收利用，提升能效30%～40%；清潔能源車輛占比高達85%，為歷屆冬奧會之最……冬奧腳步日益臨近，清潔的能源、綠色的電能，將共赴2022年的冰雪之約。
工程問鼎世界之最
360萬千瓦——世界最大的抽水蓄能裝機容量；
長度414米，高度54.5米，跨度25米——世界最大的抽水蓄能地下廠房；
190條——世界最多的抽水蓄能地下洞室。
一項項“世界之最”的背后，是空前的施工難度和持續(xù)的工程創(chuàng)新。
豐寧電站地處燕山山脈向內(nèi)蒙古高原過渡地帶，地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜。受斷層及密集裂隙切割影響，巖體結(jié)構(gòu)破碎，部分裂隙之間存在蝕變，摩擦力小、穩(wěn)定性差，極易出現(xiàn)巖體變形和塌方。
如此大規(guī)模的地下廠房、如此多的地下洞室，怎么攻克穩(wěn)定控制難關(guān)，是擺在工程建設(shè)人員面前的必答題。
解決辦法是，超前錨桿，把不穩(wěn)定的巖石固定住，確保圍巖在爆破后不發(fā)生松弛坍塌；超前地質(zhì)預(yù)報，在開挖過程中，利用地質(zhì)雷達預(yù)判圍巖和地層情況；開挖支護工序轉(zhuǎn)換，循環(huán)進行爆破支護等工序，每一道工序都由專人監(jiān)督檢查，確保執(zhí)行到位。
“這種‘兩超前一轉(zhuǎn)換’的技術(shù)手段，最大限度地保障了地下作業(yè)安全，為洞室順利開挖和圍巖穩(wěn)定奠定了基礎(chǔ)?！眹W(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能有限公司工程部副主任賈濤說。
深入地下50余米，洞室與廠房如何通風排塵？
“剛開始，我們只在洞口安裝一個進風設(shè)備，把空氣壓進洞里，再從其他豎井抽出洞內(nèi)污濁的空氣。但洞室多了以后，臟空氣容易到處亂跑，必須臨時封閉部分洞室，設(shè)計好空氣流通的最優(yōu)路線?！睋?jù)國網(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能有限公司副總經(jīng)理馬雨峰介紹，地下洞室復(fù)雜密集、縱橫交錯，有時需要在大洞室里進一步安裝小風機，將新風送進其他小洞室?？紤]到季節(jié)和風向變化，還需要對新風進行加熱并動態(tài)調(diào)整通風系統(tǒng)，保障洞室和廠房安全舒適。
走進地下廠房，運行指揮部里，勵磁功率柜整齊劃一，1號機組上的橙色指示燈不時閃爍。國網(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能有限公司技術(shù)部副主任趙日升一邊翻看放置架上的施工記錄本一邊說：“豐寧電站兩期工程分期開發(fā)、同步建設(shè)，高風險作業(yè)面多，多工種交叉施工是常態(tài)。為解決現(xiàn)場協(xié)調(diào)管理任務(wù)重的難題，我們還創(chuàng)新實施了‘網(wǎng)格式一體化’管控模式，做到了抓管理、保安全、提質(zhì)量。”
國網(wǎng)新源控股有限公司基建部主任張學清表示，豐寧電站工程建設(shè)創(chuàng)造了多項第一，為今后抽水蓄能開發(fā)建設(shè)提供了技術(shù)保障和工程示范。
施工創(chuàng)新、管理創(chuàng)新之外，豐寧電站更在技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用方面開了先河。
在我國，常規(guī)抽水蓄能機組恒速恒頻，其水泵工況的輸入功率只能保持在30萬千瓦。豐寧電站在國內(nèi)首次創(chuàng)新應(yīng)用了大型變速抽水蓄能機組技術(shù)。與傳統(tǒng)定速機組相比，電站二期工程的2臺交流勵磁變速機組具有水泵功率有效調(diào)節(jié)、運行效率更高、調(diào)度更靈活等優(yōu)勢。
“二者最大區(qū)別在于轉(zhuǎn)速可變。傳統(tǒng)定速機組轉(zhuǎn)速固定，只有一個不可調(diào)節(jié)的額定功率。好比老式電風扇，風量只有一檔，無法滿足人們變化的納涼需求。但變速機組轉(zhuǎn)速可變，輸入功率能在20萬千瓦～30萬千瓦之間線性調(diào)整。變速機組的系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力更強，也更能適應(yīng)電網(wǎng)需求?！眹W(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能有限公司機電部和技術(shù)部主任陳磊說，“今年，國家能源局在《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃》（2021-2035年）中，對重點攻關(guān)大容量變速機組設(shè)計制造自主化提出明確要求，國內(nèi)正在加大研究力度，推動抽水蓄能高質(zhì)量發(fā)展?！?/p>
活力涌動灤河兩岸
灤河從西向東貫穿承德，流域面積占灤河全域總面積的72%以上，歷史上常有“半年清半年渾”的說法。
渾善達克沙地前沿是灤河上游地區(qū)，土壤為沙壤土或草原風沙土，水土流失問題嚴重。特別是每年的融冰期和汛期，經(jīng)雪水、雨水沖刷，河流泥沙含量高，嚴重影響了灤河水質(zhì)。灤河上游還存在大量草場，草根腐爛造成腐殖質(zhì)超標，對下游水質(zhì)來說更是雪上加霜。
“去年10月，豐寧電站攔沙庫開始濾沙蓄水。經(jīng)攔沙庫沉淀，今年1～6月，灤河水質(zhì)各項指標全部達標。而在沒有豐寧電站之前，水質(zhì)連年超標。”承德市生態(tài)環(huán)境局水生態(tài)環(huán)境科科長紀鐵鵬坦言，“電站對當?shù)厣鷳B(tài)保護和水源涵養(yǎng)的作用很大。水土流失得到了有效控制。為了進一步改善水質(zhì)，電站還積極配合政府開展‘八百里灤河水質(zhì)保護工程’，清理工程區(qū)灤河干流底部淤泥100余萬立方米，為本地其他工程樹立了標桿?！?/p>
泥沙少了，沖擊小了，灤河下游濕地的生態(tài)也改善了。工程區(qū)濕地面積增加近800余畝，在候鳥遷徙季節(jié)，吸引了白鹡鸰、黑鸛、白天鵝等珍貴鳥類棲息。灤河的涓涓細流在冰雪縫隙中靜靜流淌，翹首期盼著來年遍地春綠。
高山出平湖，綠水青山就是金山銀山。
電站配套修建的進站公路，改變了原有盤山路風貌，從電站所在的永利村去往縣城的時間由3小時縮短到40分鐘，惠及沿途12個行政村。進場公路不僅降低了工程物資運輸成本，更讓“山貨進城、城貨下鄉(xiāng)”成為常態(tài)。
“進城返鄉(xiāng)更方便了，很多先富起來的村民在城里買了房。去年縣醫(yī)院還在村里新建了永利院區(qū)，村民在家門口就能看病住院測核酸，醫(yī)療條件比過去強多了?！彼牟砜卩l(xiāng)永利村黨支部書記梁永笑著說。
人潮涌動、機器轟鳴、車輛穿梭，如火如荼的工程建設(shè)鋪平了百姓的致富路，也給當?shù)貛硇碌陌l(fā)展機遇。
承德鋼鐵集團有限公司是電站的鋼材提供商之一?！叭ツ攴酪咂陂g，電站及時復(fù)工復(fù)產(chǎn)，消化了積壓的40多萬噸鋼筋庫存，幫我們渡過了難關(guān)。這些囤積的鋼筋直接進入產(chǎn)業(yè)鏈下游而不是流入市場二次銷售，一定程度上也穩(wěn)定了持續(xù)下跌的鋼筋市價，維護了市場秩序?！痹摴究偨?jīng)理助理王杰說，“從宏觀看，相比普通的道路建設(shè)和房地產(chǎn)項目，抽水蓄能電站對原材料要求更高，能推動企業(yè)減少低端鋼材生產(chǎn)，加快高精尖產(chǎn)品研發(fā)制造。‘十四五’規(guī)劃新增了不少抽水蓄能項目，這是一個重大利好，將加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的步伐。”
充分吸納當?shù)貏趧恿?，施工高峰期作業(yè)人員達4000人；建設(shè)期間使用鋼筋13.6萬噸、鋼板4.3萬噸、本地水泥近80萬噸，投運后預(yù)計可拉動地方GDP增長超過422億元……從點到面，電站不僅服務(wù)企業(yè)發(fā)展、推動產(chǎn)業(yè)升級，更帶動一方經(jīng)濟、造福一方百姓。
叢培明和蘭秀琴夫婦的生活，因電站而改變。2012年在銀礦下崗后，夫妻倆一直靠外出打臨工維持生計。這兩年二人回鄉(xiāng)就業(yè)，在電站找到了穩(wěn)定工作，又在縣城買了房、安了家。“收入高了，我們一家的生活都有了保障?！眳才嗝髡f，“現(xiàn)在國家都在推進鄉(xiāng)村振興，希望我們村、我們縣也發(fā)展得越來越好，大家伙兒都過上好日子?！?
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