丰宁抽水蓄能电站发电机组有一项“独门绝技”——黑启动。当电网发生异常情况时,机组可在3至5分钟内迅速响应,为断电区域提供电能。黑启动的功能,可为冬奥会和京津及冀北地区电网安全运行提供保障。

 滦河东去水流急,山峦叠嶂峰岭多,在距离北京180公里的河北丰宁满族自治县内,山水掩映着一座世界装机容量最大的抽水蓄能电站——河北丰宁抽水蓄能电站。5月21日,丰宁抽水蓄能电站上水库正式开始下闸蓄水。这也标志着工程由建设阶段进入蓄水发电准备阶段。

 丰宁抽水蓄能电站总装机容量360万千瓦,有世界最大的“充电宝”之称,是国家重点项目工程。该电站作为2022年北京冬奥会配套的绿色能源重点工程,将为北京冬奥提供绿色电力保障,点亮冬奥的璀璨灯火。

 “丰宁抽水蓄能电站发电机组有一项‘独门绝技’——黑启动。当电网发生异常情况时,机组可在3至5分钟内迅速响应,为断电区域提供电能。”中国能建葛洲坝二公司总经理、党委副书记陶桓林说,黑启动的功能,可为冬奥会和京津及冀北地区电网安全运行提供保障,满足京津冀电网调峰需求,进一步提高供电质量。

 保证冬奥用电清洁又安全

 作为2022年北京冬奥会配套的绿色能源重点工程,为冬奥会输送清洁能源及保证赛事用电安全,是丰宁抽水蓄能电站的首要任务。

 丰宁抽水蓄能电站2013年5月开工,中国能建葛洲坝二公司承担了电站下水库拦砂坝、进出水口、闸门井、启闭机楼、拦河坝等重点施工任务。

 “抽水蓄能电站是目前技术最为成熟的大规模储能方式之一,加快建设抽水蓄能电站,对构建以新能源为主体的新型电力系统、保障能源安全、促进清洁能源消纳都具有重要意义。”陶桓林说,“进入‘十四五’时期,随着我国能源革命的推进,对抽水蓄能电站的需求更加强烈。”

 抽水蓄能电站,是电网系统内重要的“调节器”“稳压器”和“平衡器”,也是目前世界上最经济、最清洁的大规模储能方式之一,被誉为水电行业“皇冠上的明珠”。

 陶桓林介绍,丰宁抽水蓄能电站投产后,可将京津冀地区不稳定的光伏、风电等清洁能源输出的电能,转变成稳定的绿色电能,年发电量可达66.12亿千瓦时,相当于节约标准煤48.08万吨,对实现北京冬奥会承诺的100%清洁能源供电具有显著意义。

 攻克层层施工技术难关

 目前,我国抽水蓄能电站装机容量居世界第一。然而,建一座当前世界上装机容量最大的抽水蓄能电站,施工难度并不简单。其中,上水库大坝面板最大斜长201.5米,是国内抽水蓄能电站中最高的面板堆石坝。加之工期短、地质条件差、气候条件恶劣,更为施工增添了难度。

 “针对超长面板混凝土施工,我们采用的滑模一次拉面成型技术,属国内高寒地区首例。”中国能建葛洲坝二公司丰宁项目部(以下简称丰宁项目部)副总工程师黄明光介绍说。

 丰宁抽水蓄能电站下水库进出水口和闸门井工程为岸边侧式,土石方开挖量巨大,需要直接“削掉”半座山。电站处于燕山山脉向内蒙古高原过渡带,受断层及裂隙切割影响,岩体呈碎裂结构,稳定性差,在开挖过程中非常容易塌方。

 “对此,我们采用‘超前预报+超前支护+一炮一支护’的‘两超一转序’的施工管理手段,利用‘网格式一体化’的管控模式和‘区片制’‘架子队’的管控手段,克服围岩不利条件,在确保安全的前提下,顺利完成了下水库进出水口的开挖支护及砼浇筑施工。”丰宁项目部经理、党支部书记冯明伟说。

 丰宁抽水蓄能电站位于高寒地区,冬季漫长,有效施工期短。“针对这种情况,我们一方面科学编排施工计划,在夏秋季黄金施工期配置充足的资源,保证项目在黄金施工期大干快上,形成生产高峰;另一方面制定冬季施工专项方案,通过设置保温门帘、给混凝土‘盖被子’等措施,确保冬季施工过程中施工环境温度及反应温度达到规范要求,从而创造施工条件,延长有效施工期。”丰宁项目部生产负责人徐文革说。

 经过6年多的艰苦奋斗,在蜿蜒入海的滦河之畔,丰宁抽水蓄能电站这个世界最大“充电宝”已逐渐成型。今年12月底,丰宁抽水蓄能电站首台机组投用后,将肩负起冬奥会和京津及冀北地区电网安全运行的保障责任。