促進新能源高效消納！“超級充電寶”——豐寧抽水蓄能電站投產

燕山迤邐，灤河蜿蜒。承德市豐寧滿族自治縣境內，海河流域灤河干流上游，距北京市直線距離180千米、距承德市直線距離150千米的群山之間，一片湖水清澈明亮。世界規模最大的抽水蓄能電站——豐寧抽水蓄能電站就位于這里。2021年12月30日，該電站投產發電。來自張北的電能在這里轉化儲存，再從這里源源不斷地輸送到千家萬戶。

提高電力系統調峰能力，促進新能源高效消納

走進豐寧抽水蓄能電站地下廠房，只見洞室群縱橫交錯、上下連通，仿佛進入了恢弘的宮殿，不由得驚嘆于現代科技的發達。

之所以有這樣的效果，是因為電站首次將機場、體育場館、軌道交通、港珠澳大橋等的智能照明設計理念大規模應用至水電行業。設計者們根據運維要求設置了網絡化智能照明系統，實現了龐大工程樞紐的地下、地面建筑物群照明系統的智能控制和運維，提高了電站運營管理效率，創造出運行智能、維護方便、節能、安全、舒適的光環境。

安全運行的蓄能機組吸引著人們的目光。

緊鄰京津冀負荷中心和冀北千萬千瓦級新能源基地，豐寧抽水蓄能電站共安裝12臺單機容量30萬千瓦機組，總裝機規模達到360萬千瓦，年設計發電量66.12億千瓦時，年抽水電量87.16億千瓦時，為世界上裝機規模最大的抽水蓄能電站。

該工程分兩期建設。2012年8月，國家發改委核準批復一期工程，2013年5月，一期工程開工建設。2015年7月，河北省發改委核準批復二期工程，2015年9月，二期工程開工建設。2016年，兩期工程實現同步建設。電站分為上水庫、下水庫、輸水系統和地下廠房系統。

目前，豐寧抽水蓄能電站已經接入張北柔直電網和華北500千伏電網，首批兩臺機組投運，可提供60萬千瓦出力，顯著推動了冬奧舉辦城市北京和張家口廣泛使用清潔能源，為京津冀區域提供著綿綿不絕的綠色動力。按照計劃，2024年上半年，12臺機組將全部投產運行。

變速蓄能機組的采用提升了電站的技術水平。

在來自北京專家團隊的設計指導下，豐寧抽水蓄能電站采用了兩臺變速蓄能機組，填補了國內空白，具有劃時代意義。變速蓄能機組除了具備定速蓄能機組的功能外，還具有頻率自動控制、有功功率高速調節、水泵在一定范圍內連續可調以及機組運行更穩定、效率更高等優點。相比定速蓄能機組，變速蓄能機組能夠更有效服務電網的正常運行。

國家電網有限公司董事長辛保安表示，豐寧抽水蓄能電站的投用正當其時。

以前，冀北光電資源豐富，但受光照強度影響，功率波動大，電能利用存在瓶頸。同時，京津冀區域對于綠色電能有著巨大需求。在這種情況下，儲能裝置的建設被頻頻提及。

儲能方式并非只有抽水蓄能一種。據了解，目前的儲能裝置大體可分為機械儲能(抽水蓄能、壓縮空氣、飛輪)、電磁儲能(超導、電容器)和化學儲能(電池)。相比于其他儲能方式，抽水蓄能具有資金投入少、設備壽命長、儲能規模大、轉換效率高、技術成熟、運行條件簡便、清潔環保等特點，是當前技術最成熟、最具大規模開發條件的電力系統靈活調節裝置。

新近建成投用的豐寧抽水蓄能電站也具備了這些特點。借助于變速蓄能機組和定速蓄能機組，豐寧抽水蓄能電站運行方式更靈活、響應速度更快，可有效提高電力系統調峰能力，滿足風電、太陽能發電快速增長所增加的部分調峰需求，促進新能源高效消納。同時，該電站的建設也為當地大規模發展新能源提供了有利條件。

全部機組投產后，電站可以提供720萬千瓦的電力調節能力，12臺機組滿發利用小時數達到10.8小時，將成為華北地區唯一具有周調節性能的抽水蓄能電站。

作為世界最大的“超級充電寶”，該電站一次蓄滿可儲存新能源電量近4000萬千瓦時，全年可消納新能源87億千瓦時。

隨著“雙碳”目標的提出，豐寧抽水蓄能電站的基礎性、綜合性、公共性特點更為凸顯。由于蓄能電站一般與火電、核電、風電等配合運行，可有效減少火電機組開停機次數，節省額外燃料消耗，相應減少了污染物排放及其治理費用。據專家估算，豐寧抽水蓄能電站每年可節約標準煤48萬噸，減少二氧化碳排放120萬噸。

打造“京北小江南”，帶動經濟社會發展

漫步電站下水庫旁，水面宛如銀鏡，看不到一絲漣漪，且水非常清澈。當地群眾告訴記者，與之形成鮮明對照的是，幾年前，他們經常看到湍急的河流裹挾著泥沙滾滾而來，這里曾是遠近聞名的“流沙河”。

原來，該水庫是在原豐寧水庫基礎上修建。由于上游區域以前因過度放牧砍伐，植被破壞嚴重，加之西山灣水庫建成后，改變了這里的水沙關系，使得該水庫泥沙淤積嚴重。如果這種運行方式持續下去，經分析，40年后，該水庫調節庫容將損失殆盡。

如何妥善解決泥沙淤積問題、大幅改善當地生態環境成為關鍵問題之一。

專業團隊研究論證后提出，通過設置攔沙壩將下水庫分為蓄能專用下水庫和攔沙庫兩部分。同時，考慮到攔沙庫上游存在一個天然“S”形河道，極易造成泥沙淤積，專家們決定“S”彎段需就彎取直，設置導沙明渠，并與下游泄洪排沙洞組合增強排沙能力。

如今，這一設想已經成為現實。靜謐的水面已不見流沙蹤影。這樣的設計將保障水庫的持續運行。根據論證，運行至50年時，攔沙庫仍能維持一定的蓄水補水功能，專用下水庫剩余庫容能夠滿足電站所需要的有效庫容需求。

攔住去路的“流沙河”就這樣被降服。一個具有江南風韻的水面出現在群山之間，成為人們休閑觀光的好去處。

國家電網有限公司相關負責人介紹，豐寧抽水蓄能電站在建設過程中嚴格執行環保、水保要求，累計完成環保、水保投資約2.1億元。

主動配合灤河水環境治理，工程新建設施調蓄泥沙，累計清理工程區灤河干流底部數十年沉積淤泥100余萬立方米;采用植被混凝土、植生袋護坡、植生毯等綜合治理措施，成功破解高陡邊坡生態恢復難題。

近期，在豐寧發現黑鸛、白天鵝的消息不斷傳來。豐寧抽水蓄能電站建設過程中，建設者們積極改善灤河濕地生態環境，增加工程區內濕地面積800余畝，吸引了黑鸛、白天鵝等珍稀鳥類棲息、繁衍。

電站的建設，改變的不只是生態環境。

豐寧抽水蓄能電站總投資192億元，建設周期長達7年有余，具有帶動力強、中長期經濟效益顯著等特點。它的建設大幅改善了當地交通和生活基礎設施，同時也帶動了當地電工裝備、用能設備、原材料等上下游產業發展。

數據顯示，豐寧抽水蓄能電站建設高峰期作業人員達4000人，工程累計使用鋼筋13.6萬噸、鋼板4.3萬噸、承德本地水泥近80萬噸，拉動地方GDP增長超過422億元。

隨著生態環境的不斷好轉和工程建設的逐步完成，“京北小江南”成為不少人對電站水庫的別稱。京津等地游客不時來電站水庫周邊游覽，電站帶來的社會效益、生態效益和經濟效益逐漸顯現。