抽水蓄能電站被形象地稱為“充電寶”，而抽蓄機組便是這個“充電寶”的“心臟”。位于四川德陽的東方電機作為專門制造電站“心臟”的“大拿”，其300兆瓦容量等級抽水蓄能機組入列天府大道科創(chuàng)走廊十大科技成果之一。

“充電寶”的“心臟”

在山上山下建設(shè)兩個水庫，在用電低谷時，用富余的電把山下的水抽到上水庫，將電能轉(zhuǎn)化為水的勢能；在用電高峰時放水發(fā)電，將水的勢能轉(zhuǎn)化為電能，這就是抽水蓄能電站。

“抽水蓄能電站相當于一個巨型‘充電寶’，在用電低谷時將電力儲存起來，等到用電高峰時再釋放，它可將用電低谷時的多余電能，轉(zhuǎn)變?yōu)橛秒姼叻鍟r的高價值電能?！?nbsp;東方電機研發(fā)中心黨委書記何啟源說，相比風能、光能，抽水蓄能受到自然環(huán)境的制約更少，更方便我們掌控電力的存儲和使用。

“充電寶”的關(guān)鍵裝備則是抽水蓄能機組。何啟源介紹，它的主要功能是集發(fā)電與抽水兩種功能于一體，在電力負荷出現(xiàn)低谷時作水泵運行，進行蓄能；在電力負荷出現(xiàn)高峰時作水輪機運行，進行發(fā)電。

正是有了這個“心臟”，才讓電站正常運轉(zhuǎn)，發(fā)揮著調(diào)峰、填谷、儲能及調(diào)頻、調(diào)相等功能，對提升電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)起到關(guān)鍵作用。

實現(xiàn)“心臟”國產(chǎn)化的“第一人”就是東方電機，其完全自主研制的首個抽水蓄能機組是400米水頭段、300兆瓦級高水頭大容量抽水蓄能機組，用于福建仙游抽水蓄能電站，該電站于2013年12月投產(chǎn)發(fā)電。

“這是我國首個國產(chǎn)化的機組，實現(xiàn)了大型抽蓄機組總體研發(fā)、設(shè)計、制造和調(diào)試的技術(shù)突破，填補了國內(nèi)高水頭國產(chǎn)化抽水蓄能機組的空白，具有重大意義。該電站獲得國內(nèi)抽蓄建設(shè)史上首個‘國家優(yōu)質(zhì)工程金獎’?！?何啟源說。

歷時10余年走出國產(chǎn)化道路

國產(chǎn)化總體上歷經(jīng)兩個階段，一個是分包制造階段，相對比較簡單，因為它不需要自己設(shè)計，只需要按照合作方的設(shè)計進行加工制造，就能實現(xiàn)。另一階段是核心技術(shù)的完全掌握及知識產(chǎn)權(quán)的自主化，這就非常難。

“自主化是工作原理上的設(shè)計，涉及機組運行參數(shù)、絕緣體系設(shè)計等?！焙螁⒃凑f，就像建房子，照著圖紙施工很容易，但是如何把房子設(shè)計好，確定各個尺寸和各種材料的組合應用就很考技術(shù)。

為了實現(xiàn)這一目標，東方電機用了10余年時間，最終研發(fā)出具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的300兆瓦容量等級抽水蓄能機組，該機組擁有效率高、穩(wěn)定性好、可靠性高、壽命長、免維護等技術(shù)特點。

“一旦掌握了自主化，就可以舉一反三，也為后面研發(fā)各種抽水蓄能機組奠定了堅實的基礎(chǔ)。”何啟源說，“可以根據(jù)不同的水頭，設(shè)計出參數(shù)更優(yōu)的機組。”

在抽水蓄能領(lǐng)域，東方電機是國內(nèi)首個同時具備抽水蓄能機組研制和調(diào)試能力的發(fā)電設(shè)備制造企業(yè)，機組研發(fā)能力覆蓋40兆瓦至425兆瓦，水頭涵蓋63米至756米。同時，實現(xiàn)了數(shù)字化管理。

根據(jù)地形特點，目前東方電機重點推廣400-600m水頭段/300MW容量等級/428.6r/min(500r/min)典型抽水蓄能機組的應用。 何啟源說，該機型在實際中運用最多，是經(jīng)過實踐檢驗的電力系統(tǒng)中最成熟、經(jīng)濟、低碳、安全的調(diào)節(jié)電源。

隨著雙碳戰(zhàn)略目標的制定，以及《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍皮書》的正式發(fā)布，抽水蓄能機組以綠色低碳提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，維護電網(wǎng)穩(wěn)定等特點將迎來快速發(fā)展。