滦河蜿蜒，燕山耸立，
灵动的山水之间孕育了一座
超级工程——
国家电网河北丰宁抽水蓄能电站
（以下简称丰宁电站）。
▲丰宁电站上下水库全貌。图片来源：国网新源集团
高低落差400多米，
上下两座水库库容
均超过4800万立方米，
12台机组，
总装机容量360万千瓦，
丰宁电站创造了
装机容量、
储能能力、
地下厂房规模、
地下洞室群规模
四项世界第一。
从开工之日起，
经过3173天建设，
2021年12月30日，
这座山水间的超级工程
首批两台机组投运。
目前，
丰宁电站地下厂房内，
安装、调试、运行……
12台机组、多个工作面
还在同时进行。
▲丰宁电站地下厂房多工作面同时作业。图片来源：国网新源集团
巍巍峰谷间能量万千。
依山就势筑起大坝，
以水为介，
在机组的轰鸣声中，
电能、动能、势能互相转化，
尽在掌握之中。
01
蓄能山水间
电力系统的稳定运行，
必须保持用电量和发电量的
动态平衡。
目前正在大力发展的
风能、太阳能，
属于靠风吹日晒，
发电要“看天吃饭”。
风能、太阳能的发电情况
与我们的用电习惯
在时间上也大不相同。
抽水蓄能电站利用其
巨大的库容和装机
调和这种不平衡。
▲丰宁电站上水库。图片来源：国网新源集团
发电用不完，
抽水蓄能。
发电不够用，
放水发电。
一抽一放，
熨平了风光的波动，
保障了大电网安全，
提升了全系统性能，
促进了新能源消纳。
▲丰宁电站与送出线路工程。图片来源：国网新源集团
南靠京津冀负荷中心，
北邻张家口千万千瓦级风电基地，
丰宁电站的位置得天独厚。
电站的投运
可以促进北京、张家口
清洁能源的消纳，
也为京津冀协同发展
提供绿色动力。
▲张北风电场。邹明 摄
电站首批机组投运恰逢
北京冬奥会、冬残奥会会期。
两台机组有力保障了
冬奥场馆100%绿电供应。
▲2022北京冬奥会在奥运历史上首次实现全部场馆100%绿色电能供应。图片来源：视觉中国
丰宁电站直接接入
新能源近区，
可以从源头上降低
新能源发电的波动性。
这不但开创了抽水蓄能
发展史上的先河，
也为破解新能源大规模开发利用
提供了宝贵的“中国方案”。
在新能源大规模发展以前，
抽水蓄能在电力系统中
主要发挥调峰填谷、
配合火电、核电
提高运行经济性等作用。
▲国家电网辽宁蒲石河抽水蓄能电站。图片来源：国网新源集团
随着我国能源绿色低碳转型的步伐，
风电、光伏发电快速发展，
抽水蓄能凭借技术经济优势，
功能也随之不断拓展。
除了调峰填谷，
抽水蓄能电站还有
调频、调相、储能、
系统备用、黑启动等功能，
在紧急事故支撑、
系统平衡调节
等方面发挥了重要作用。
抽水蓄能是目前
技术最成熟、
经济性最优、
最具大规模开发条件
的储能方式，
也是清洁低碳的灵活调节电源。
02
高山出平湖
群山之间，
如何建造一座超级工程？
首先看选址。
20世纪90年代，
在进行华北地区抽水蓄能
电站规划选点时，
设计人员在崇山峻岭中
发现了这块宝地——
四周众峰环抱，
俨然一个天然大库盆；
上下库之间距高比适中，
地形地质条件得天独厚，
适合开发抽水蓄能！
抽水蓄能电站主要包括
上水库、下水库、输水系统、
厂房系统、专用建筑物几部分。
与常规水电站相比，
除了有两个水库，
抽水蓄能电站的水头较高，
水库水位升降频繁、
对防渗要求高。
在建设世界最大规模的
抽水蓄能电站地下厂房、
地下洞室群过程中，
丰宁电站建设者
首次系统性攻克
复杂地质条件下
超大型地下洞室群建造关键技术。
这对后续抽水蓄能建设
有着示范意义。
▲丰宁电站地下厂房施工现场。图片来源：国网新源集团
回望中国抽水蓄能发展史，
从1968年河北岗南水库安装了
一台装机容量1.1万千瓦的
进口抽水蓄能机组，
开启了中国抽水蓄能的先河，
到今天自主设计、建设
世界装机规模最大的抽水蓄能电站，
中国电力人在50多年里
经过不断学习和探索，
打破国外技术垄断，
抽水蓄能机组关键技术和成套设备
实现从无到有、
由弱到强的根本性跨越。
我国以工程为依托，
不断攻克机组及控制设备关键技术，
形成拥有自主知识产权的核心技术，
研制出大型抽水蓄能机组及成套设备。
▲国家电网辽宁清原抽水蓄能电站钢板数控化切割。图片来源：国网新源集团
国家电网安徽响水涧抽水蓄能电站
是我国第一座机组设备完全自主化
的抽水蓄能电站，
标志着我国掌握了
抽水蓄能机组设备研制的核心技术。
▲国家电网安徽响水涧抽水蓄能电站。图片来源：国网新源集团
国家电网浙江仙居抽水蓄能电站
是我国自主研发、自主制造、
自主安装、自主调试
的抽水蓄能电站。
我国抽水蓄能机组研发制造取得突破，
实现了40万千瓦级
抽水蓄能机组关键技术自主化。
▲国家电网浙江仙居抽水蓄能电站。图片来源：国网新源集团
南方电网广东阳江抽水蓄能电站
机组单机容量40万千瓦，
是国内已投运单机容量最大
的抽水蓄能电站。
▲南方电网广东阳江抽水蓄能电站。图片来源：南网50Hz
国家电网吉林敦化抽水蓄能电站
在国内首次实现700米级
超高水头、高转速、大容量
抽水蓄能机组的完全
自主研发、设计和制造。
电站500千伏交联聚乙烯高压电缆
单根长度超过1500米，
中间没有一个接头，
在国内没有先例可供借鉴。
▲国家电网吉林敦化抽水蓄能电站。田鹏 摄
国家电网黑龙江荒沟抽水蓄能电站
是目前国内纬度最高的在运抽水蓄能电站，
为严寒地区建设
大型抽水蓄能电站积累了经验。
电站机组应用了
“分数极路比”绕组技术，
发电电动机设计了
绕组对称四支路结构，
进一步优化机组定子线棒布局。
▲国家电网黑龙江荒沟抽水蓄能电站。何平 摄
在抽水蓄能电站施工中，
钻爆、反井钻、爬罐法开挖工法外，
目前，越来越多的电站开始使用以
多类型硬岩隧道全断面掘进机
（TBM）
为代表的机械化设备施工。
▲世界首台大直径超小转弯半径TBM在国家电网河北抚宁抽水蓄能电站投用。图片来源：国网新源集团
作为全球最大的抽水蓄能
专业化建设、运营、管理企业，
国网新源集团有限公司在国内率先将
TBM施工方法引入抽水蓄能电站建设，
并提出了适合TBM施工的
抽水蓄能电站平洞、
斜井等建筑物设计理念，
统一了不同电站功能相近隧洞的
开挖断面型式和尺寸。
▲全球首台紧凑型超小转弯半径TBM“文登号”。 李富春 摄
▲处于始发状态的“文登号”。图片来源：国网新源集团
03
造福一方百姓
抽水蓄能电站是
电力系统不可或缺的
组成部分。
而建设抽水蓄能电站的意义
又不止于电力系统。
▲国家电网浙江桐柏抽水蓄能电站上下库全景。褚银银 摄
以丰宁电站建设为例，
截至2021年年底，
电站累计使用
钢筋13.6万吨、
钢板4.3万吨、
承德本地水泥近80万吨，
拉动地方GDP增长超过
422亿元；
电站建设高峰期作业人员达
4000人，
每年拉动当地消费至少
3000万元。
电站附近村庄生活配套设施
逐渐完善，
村民就医、上学、出行等
得到极大改善。
▲丰宁电站与当地政府合建的丰宁满族自治县医院永利院区。图片来源：国网新源集团
在生态环境方面，
滦河上游生态脆弱，
水土流失严重，
丰宁电站下水库库尾
设置拦沙坝及泄洪排沙设施，
将库区分成拦沙库和
蓄能专用下水库两部分，
通过“蓄清排浑”方式
解决泥沙问题。
同时，电站参与滦河水环境治理，
建设了水质监测站，
定期向环保部门提供
水质监测数据，
助力滦河治理。
▲丰宁电站蓄能专用下水库和拦沙库泾渭分明。图片来源：国网新源集团
电站建设还增加工程区内
湿地面积800余亩，
有效改善了当地生态。
这些年，库区常常能看到
黑鹳、白天鹅等珍稀鸟类。
▲国家电网江西洪屏抽水蓄能电站。图片来源：国网新源集团
从黑龙江到海南、
从新疆到浙江，
40余座抽水蓄能电站
风景各异，姿色万千。
▲国家电网浙江天荒坪抽水蓄能电站上水库美如画。张佳彬 摄
▲冬季的国家电网新疆阜康抽水蓄能电站建设现场英姿勃发。图片来源：国网新源集团
截至2021年年底，
我国抽水蓄能电站核准在建
总装机规模为6153万千瓦，
在运抽水蓄能电站总装机规模
为3639万千瓦，
均居世界首位。
随着新型电力系统建设的推进，
抽水蓄能发展速度加快。
“十四五”期间，我国
抽水蓄能电站的建设数量
将超过200个。
▲国家电网山东沂蒙抽水蓄能电站上水库进出水口绽放出水花。图片来源：国网新源集团
落笔在高山之巅，
书写于万里山河，
中国的抽水蓄能事业
正在蓬勃发展。
更清洁的能源供给，
更安全的电力供应，
更幸福美好的未来，
自主创新、不断超越的
中国抽水蓄能技术
将为推动能源清洁低碳转型、
社会可持续发展贡献
中国力量、
中国智慧！
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