我国单机容量最大抽水蓄能电站并网发电 浙江天台电站开启"超级充电宝"新时代

近年来,风电、光伏等新能源装机规模快速增长,电力系统“发得多、用得少”和“用得多、发得少”的时段性矛盾更加突出。

如何在保障电力安全稳定的前提下,提高新能源消纳能力、增强电网调节韧性,成为构建新型电力系统的关键课题。

抽水蓄能作为当前技术成熟、响应速度快、寿命周期长的储能方式之一,被业内视为支撑电网安全运行的重要基础设施。

在这一背景下,浙江天台抽水蓄能电站首台机组并网发电,具有多重示范意义。

该项目为国家“十四五”重点实施项目,总投资超过100亿元,由上、下水库、输水系统和地下厂房等组成,规划安装4台单机容量42.5万千瓦机组,总装机容量170万千瓦。

按照规划,电站建成后预计年发电量约17亿千瓦时,可为一座约160万人口城市提供一年生活用电所需的清洁电能,并将承担浙江电网调峰填谷、调频调相、储能及事故备用等任务,为华东电网提升灵活调度能力提供支撑。

问题在于,新能源出力具有波动性、随机性和间歇性,电力系统在短时间内需要可快速启停、可双向调节的资源进行“托底”。

以光伏为例,中午出力高峰可能出现电量富余,而傍晚负荷上升叠加光伏衰减则可能形成供需缺口;风电同样受气象影响显著。

若调节资源不足,不仅会影响电网频率稳定和供电可靠性,还可能导致弃风弃光等现象,增加系统运行成本。

原因在于电能难以大规模、低成本、长周期直接储存,需要借助能量形态转换实现跨时段调节。

抽水蓄能的基本原理是利用地形高差设置上下水库:在负荷低谷或新能源出力旺盛、电力富余时,机组以电动抽水方式把水从下库提升到上库,把电能转化为势能“存起来”;当负荷上升或新能源出力回落时,再放水驱动机组发电,将势能快速转回电能“用出来”。

这种“抽水储能、放水发电”的循环,使其既能承担日内削峰填谷,也能在秒级到分钟级响应电网频率变化,发挥“稳定器”和“调节器”作用。

浙江天台项目在工程建设与装备制造上实现多项突破,折射出我国水电重大装备自主化、工程建造精细化的能力提升。

该电站上下库落差约770米,额定水头处于国内在建抽水蓄能电站前列。

面对超高水头带来的高压工况,工程在引水系统关键部位应用国产1000兆帕级高强水电钢,提升承压能力与安全裕度。

针对大坝长期耐久与防渗要求,面板首次采用低热混凝土,以降低温度应力、减少开裂风险,从材料端提高结构稳定性。

与此同时,为将水流安全引至地下厂房,项目建设了长度483.4米、倾角58度的巨型斜井,其单级长度在国内抽蓄电站中处于较高水平,对复杂地质条件下的施工精度、衬砌质量和水力稳定提出更高要求。

影响层面看,一是提升电力系统安全性。

抽水蓄能可提供事故备用和黑启动等能力,在极端天气、负荷突增等情况下有助于快速恢复和稳定系统运行。

二是增强新能源消纳能力。

通过在富余时段吸纳电量、在紧缺时段释放电量,有利于减少弃风弃光,推动新能源从“装得多”向“用得好”转变。

三是优化电源结构与调度方式。

随着电力系统从以煤电为主的“源随荷动”向“荷随源动、源网荷储协同”演进,抽水蓄能与新能源、灵活性电源协同,可降低系统调峰压力,提升综合经济性。

四是带动产业链升级。

超高水头机组、特种钢材、智能建造等环节的突破,将促进相关装备制造与工程技术迭代,为后续项目建设提供经验与标准化参考。

对策方面,业内认为应在规划、建设与运行三端同步发力:其一,强化与新能源基地和负荷中心的统筹布局,推动抽水蓄能与特高压通道、区域电网结构优化协同,提升跨区调剂能力;其二,完善电力市场机制与容量补偿、辅助服务等政策体系,形成“多提供多收益、强能力强激励”的价格信号,充分体现调节资源价值;其三,提升工程全寿命周期管理水平,强化关键材料、关键设备质量追溯与运行监测,守牢安全底线;其四,加快数字化、智能化应用,提升设备状态感知与预测检修能力,提高调度响应效率。

前景判断上,随着我国能源绿色低碳转型深入推进,电力系统对灵活调节和长时储能的需求将持续增长。

抽水蓄能在技术成熟度、规模化能力与经济性方面仍具优势,未来将与电化学储能、需求侧响应等形成互补,共同支撑新型电力系统建设。

浙江天台抽水蓄能电站的投运与后续机组陆续并网,有望在区域层面进一步提升华东电网调节能力与供电保障水平,为推动新能源高比例接入提供更坚实的支撑。

作为“电网调节器”,抽水蓄能电站的规模化发展,标志着我国能源转型迈入新阶段。

在碳中和目标下,如何进一步优化储能技术、提升电网韧性,仍是行业探索的方向。

浙江天台电站的实践证明,科技创新与工程突破,正为清洁能源的高效利用开辟更广阔路径。