南方電網(wǎng)：深耕抽水蓄能構(gòu)建新型電力系統(tǒng)綠色能源體系

國家“雙碳”目標(biāo)需要加快推進清潔能源和電能替代，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)能源體系。南方電網(wǎng)公司2021年工作報告提出，支撐“十四五”南方電網(wǎng)新增可再生能源裝機1億千瓦以上，新能源年均增長2000萬千瓦，2025年和2030年新能源發(fā)電裝機分別達到1.63億千瓦和2.56億千瓦，電網(wǎng)調(diào)峰需求分別達到2600萬千瓦和5500萬千瓦。加大抽水蓄能電站布局，抽水蓄能、燃氣調(diào)峰、電化學(xué)儲能、氫儲能等項目滿足調(diào)峰需求。

南方電網(wǎng)調(diào)峰蓄能電源現(xiàn)狀

2020年，南方電網(wǎng)公司抽水蓄能已投產(chǎn)1073萬千瓦，約占全網(wǎng)統(tǒng)調(diào)最高負(fù)荷1.998億千瓦的5.4%，與南方電網(wǎng)公司提出的2030年電網(wǎng)調(diào)峰電源5500萬千瓦還有4427萬千瓦的差額，按照其中的三分之二由抽水蓄能承擔(dān)，則還需要投產(chǎn)24座裝機容量120萬千瓦的抽水蓄能電站。

2020年，南方電網(wǎng)西電東送電量2305億千瓦時，抽水蓄能為西電落地提供了有力支撐，也為保障東部地區(qū)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定、節(jié)能經(jīng)濟運行和清潔能源消納發(fā)揮了重要的作用。

抽水蓄能布局建議

目前，南方電網(wǎng)公司已建成的抽水蓄能集中在東部大型城市周圍，對大負(fù)荷、核電配套起到良好的支撐作用。梅蓄、陽蓄等東部新建抽水蓄能主要與西電、沿海核電、風(fēng)電、光電和潮汐發(fā)電以及重要用電負(fù)荷配套。但東部具備優(yōu)良條件（上下庫落差、距高比、地質(zhì)條件、征地移民等）的可開發(fā)站點終將是有限的。

廣西是南方電網(wǎng)西電東送的途經(jīng)點和部分西電的落地點，建議在“十四五”期間配合“雙碳”目標(biāo)規(guī)劃將更多抽水蓄能布局在廣西，使廣西起到中部支撐作用。除目前規(guī)劃的南寧蓄能外，需要在廣西重大的負(fù)荷城市和西電東送骨干電網(wǎng)支撐點周圍規(guī)劃抽水蓄能，并爭取在2030年“碳達峰”前具備投產(chǎn)條件。同時也需要考慮在昆明、貴陽等大負(fù)荷城市周邊以及西電送出骨干電網(wǎng)支撐點規(guī)劃抽水蓄能的可能性。

2021年6月28日，隨著金沙江白鶴灘水電站首批機組投產(chǎn)發(fā)電，在西部規(guī)劃建設(shè)抽水蓄能的必要性愈顯突出，這將為南方電網(wǎng)公司“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)起到強有力的支撐作用。

西部布局抽水蓄能有利于降低項目投資，廣西、云南和貴州均為經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)，建設(shè)用地、建材、人工等均比東部有較大優(yōu)勢，有利于推動西部省區(qū)經(jīng)濟發(fā)展，也符合國家西部大開發(fā)的政策。

抽水蓄能機電設(shè)備國產(chǎn)化進程

深蓄電站是南方電網(wǎng)抽水蓄能電站首個全面國產(chǎn)化項目，裝機容量120萬千瓦。水泵水輪機、發(fā)電電動機和進水閥等大部件主機設(shè)備國產(chǎn)化已在深蓄電站得到應(yīng)用驗證，主機設(shè)備整體運行質(zhì)量可靠可控。2020年深蓄電站機組全年共啟動3964次，啟動成功率99.95%，累計上網(wǎng)電量16.55億千瓦時、用網(wǎng)電量20.96億千瓦時，綜合效率達到79%?；具\行指標(biāo)已達到與廣蓄、惠蓄、清蓄進口機組同等的水平。

抽水蓄能集成控制系統(tǒng)如全廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)、保護系統(tǒng)、狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)等的國產(chǎn)化已達到國際先進水平。抽水蓄能經(jīng)過近30年的技術(shù)引進和革新，已取得階段性成果，國內(nèi)的技術(shù)力量完全勝任抽水蓄能的設(shè)計、安裝、調(diào)試和投運等方面的工作，正在不斷深入提質(zhì)增效。

抽水蓄能國產(chǎn)化的意義在于顯著降低工程項目造價，有利于克服進口設(shè)備技術(shù)卡脖子問題，國內(nèi)備件備品供貨周期短，更有保障。隨著國家層面對抽水蓄能支持力度的提高，規(guī)劃和建設(shè)的抽水蓄能數(shù)量將成倍增長，也有利于引導(dǎo)科研機構(gòu)、生產(chǎn)企業(yè)在技術(shù)、人力資源的研發(fā)投入，設(shè)計和生產(chǎn)出性能更為優(yōu)良的機電設(shè)備，從而形成良性循環(huán)。

抽水蓄能經(jīng)濟和社會效益分析

目前抽水蓄能綜合效率均在75%以上，隨著可變速機組、水泵水輪機長短葉片等先進技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用，機組的性能、效率和穩(wěn)定性將持續(xù)得到提高，并能使能耗降低、維修次數(shù)減少、維修時間間隔延長，經(jīng)濟性將進一步顯現(xiàn)。

2020年深圳電網(wǎng)最大統(tǒng)調(diào)負(fù)荷突破1900萬千瓦，深圳抽水蓄能電站對深圳電網(wǎng)調(diào)節(jié)容量達到6%，對電網(wǎng)系統(tǒng)削峰填谷作用非常明顯，同時還起到調(diào)頻、穩(wěn)壓的作用，減輕了用電高峰時段拉閘限電的壓力，有助于新冠疫情以來的復(fù)工復(fù)產(chǎn)和經(jīng)濟發(fā)展。深蓄電站為保障電力主要靠區(qū)外輸入的深圳特區(qū)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定、節(jié)能經(jīng)濟運行發(fā)揮了重要的作用，也為西電東送和清潔能源消納提供了有力支撐。

深蓄電站投資回收周期約15年。按照設(shè)計使用30年計算，投資經(jīng)濟效益顯著。近年來，抽水蓄能機電設(shè)備國產(chǎn)化比例不斷提高和施工技術(shù)改進，對縮短建設(shè)周期、降低工程項目造價帶來顯著效果，如深蓄電站主機設(shè)備實際投資比概算節(jié)省1億多元。

從碳排放達到峰值到碳中和及凈零排放，歐盟大體上需要60年左右的時間，美國需要45年，而中國力爭30多年實現(xiàn)這一目標(biāo)。

抽水蓄能是當(dāng)前技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛、效果最好的電網(wǎng)調(diào)峰蓄能電源，并具有新能源消納的巨大潛力。當(dāng)前南方電網(wǎng)正在加大抽水蓄能電站布局，可以預(yù)見在落實國家“雙碳”目標(biāo)進程中，抽水蓄能將對構(gòu)建新型電力系統(tǒng)起到關(guān)鍵作用。

（作者為調(diào)峰調(diào)頻公司深圳蓄能發(fā)電公司一級助理技術(shù)專家）