在先进中不断突破创新
——探索南方电网抽水蓄能发展之路
为使南方五省区电网安全稳定运行,南方电网调峰调频发电公司正科学有序地加快抽水蓄能电站建设。
近日,记者走进南方电网调峰调频发电公司及旗下的抽水蓄能电站,进一步了解南方电网抽水蓄能的发展现状。
据南方电网调峰调频发电公司总经理张滇生介绍,南网区域内现拥有两个全面投运的抽水蓄能电站,分别为广州蓄能水电厂(简称广蓄)和惠州蓄能水电厂(简称惠蓄)。两个电站水电装机容量为480万千瓦,占全网电源总装机的比例为2.6%,占广东省内电源装机的比例为6.3%。根据发展规划,目前,清远抽水蓄能电站(简称清蓄)和深圳抽水蓄能电站(简称深蓄)处于开工建设阶段,梅州、阳江和海南琼中三座抽水蓄能电站正在开展前期工作,南网区域内的抽水蓄能电站建设逐渐形成了科学有序、梯队完备的发展格局,全部投产后,可大力缓解南方电网电力调峰紧张的局面。
"从保障电网安全稳定运行的角度上来说,抽水蓄能是最经济、有效、可靠的方式。但建设抽水蓄能电站须根据电网的电源、供电结构的实际情况来规划,并不是越多越好,适应地方电力的发展需求才是最佳配置。"张滇生表示。
技术管理双突破助广蓄立行业前沿
走进广蓄,记者发现"科学技术是第一生产力"在这里得到充分体现。
作为我国自行设计和施工的第一座高水头、大容量,同时也是目前世界上最大的抽水蓄能电厂之一,广蓄先后引进了法国阿尔斯通、德国西门子等先进抽水蓄能设备制造企业的蓄能机组,装机容量达到240万千瓦;在工程建设方面,广蓄建设投资省、工期短、质量好,工程设计获"国家设计金奖",工程施工质量获"鲁班奖",被评为"新中国成立60周年百项经典暨精品工程",电站综合科技成果获国家科技进步二等奖、广东省科技进步一等奖,达到上世纪九十年代国际先进水平。杰出成绩,成为广蓄技术前行的不竭动力。
在管理模式上,广蓄亦走在国内行业发展的前沿。
上世纪八十年代末,为适应香港电网的发展需要,保证香港电网的安全运行,香港中华电力公司购买了广蓄一期120万千瓦50%容量40年的使用权。在建厂之初,广蓄电厂就借鉴法国电力公司和香港中华电力的管理经验,形成了具有广蓄特色的管理模式,这对抽水蓄能电厂的发展具有重要意义。
"通过引进先进管理模式,与香港中华电力的合作,无论是从运营还是管理上都开创了国内的先河。"广蓄副厂长周建为向记者介绍,电站自动化程度高,一期工程的4台机组,可由广东电网和香港中华电力公司实行双调度,两个调度中心可以直接开停机、加减负荷。
从1992年第一台机组投入试运行起,广蓄便开始实行少人值班机制,从最初的3人逐步过渡到无人值班。"无人值班并不等于无人监管。"运行中心值班主任郭裕达向记者解释,"每周7人组成的值班组,在厂区、宿舍携带call手机随时待命,我们称之为'on-call制度'。机组一旦出现问题,电脑系统会自动接到call手机上,值班人员在20分钟内进入厂房处理。所以,在广蓄没有加班加点,一切都照安全生产的规章按部就班,一到周末,大部分职工都回家休息,厂里只留8个人负责全厂的生产。"在安全管理上,广蓄引进了南非NOSA五星安全管理系统,成为国内第一家通过NOSA五星认证的水电厂。2010年,广蓄成为南网系统内首家获得安全生产风险管理体系五钻认证的单位。
此外,在检修管理方面,广蓄汲取法国水电厂设备维护的管理经验,建立了设备维护与检修ABC制度。该厂检修中心副主任蔡鑫贵说:"简单说来,设备维护与检修ABC制度就是作业指导书,对新员工来讲是自学的最佳工具,从资料中找答案,并在实践中不断验证。"该制度经过多年的实践和完善,在业内得到了认可和推广。
"广蓄的管理模式已经被业内认可,毫不夸张地说,中国抽水蓄能人才大多都在广蓄培训过、工作过、实习过。除此之外,缅甸等国家的技术人员也来此学习培训。"张滇生说。
承担历史使命推动两个国产化
面对记者"调峰调频发电公司目前的抽水蓄能发展和国外比最大的差距是什么"的发问,张滇生的回答是:"最大的差距是设备、装备的问题。我们到现在为止国产化的比例还不高,设备水平和质量有必要向国外看齐。"我国的抽水蓄能电站建设起步较晚,技术基础比较薄弱,第一批大型抽水蓄能电站(广蓄一期、广蓄二期、天荒坪、十三陵)的机组均采用进口成套设备。
早在上世纪80年代初,国务院就提出了重大技术装备国产化的要求。2011年全面投产的惠蓄,是国家第一批主机设备打捆招标的抽水蓄能电站之一,全部8台机组中有7台是由国外厂商供货,1台机组(8号机组)由国内制造商供货。
2005年,深蓄被国家发展改革委列为抽水蓄能电站机组设备国产化后续工作的扶持和依托项目之一,国家对其要求是:逐步实现国产化,比例越来越高、份额越来越重。如果说惠蓄8号机组的成功投产是抽水蓄能国产化的初步告捷,那么,作为南网系统第一家设备全面国产化的抽水蓄能电站,深蓄的建设经验将对南网乃至全国后续抽水蓄能电站的发展产生更为深远的意义和影响。
第一批包括惠蓄在内的国产化抽水蓄能项目的重要任务是吸收和消化国外技术,到了以深蓄为代表的第二批项目可以说是"巩固和提升国产化水平的关键环节",这也是深蓄所承担的历史使命,要落实国家的政策要求,势必要进行大刀阔斧的创新和尝试。
除了大力推动抽水蓄能电站机组国产化,南方电网调峰调频发电公司还积极推进智能电网关键技术的国产化。2011年,该公司首次承担国家863计划项目科研任务,负责"重大专项大容量储能系统设计及其监测、管理与保护技术"的科研和示范工程建设。
随着项目研究的推进,南方电网调峰调频发电公司建成了技术水平世界先进且拥有自主知识产权的中国第一座兆瓦级磷酸铁锂电池储能站——深圳宝清电池储能站,标志着我国在大容量电池储能核心技术和设备国产化方面取得重大突破。
据了解,深圳宝清电池储能站位于广东省深圳市龙岗区宝龙工业区,以2回10千伏电缆接入深圳电网110千伏碧岭变电站。
储能站设计规模为1万千瓦,由10个储能分系统组成,其中0.4万千瓦已投入运行。
"电池储能站的成功建设是我国能源基础研究和建设领域取得的重大创新成果,对我国全面建设智能电网、大规模开发和利用新能源具有重要意义。"张滇生表示。
发展抽水蓄能优化能源结构
由于历史的原因,我国调峰机组效率较低、调峰电源比例很小,严重影响了电力运行和可再生能源作用的发挥。随着我国国民经济的迅速发展,电力系统中峰谷差不断加大,电源结构性矛盾日益突出,而电源结构性矛盾的出现,与缺乏足够的调峰电源密不可分。
可喜的是,这种情况正在发生变化,抽水蓄能电站,作为优化电源结构的重要举措和重要的调峰电源得到空前的重视。
目前,尽管我国的抽水蓄能电站装机比例仍不高,但正在朝科学有序、梯队完备的方向发展。抽水蓄能除上海外,东中部各省都有,东北就有3000万千瓦的站址,已规划好11处1250万千瓦。
一些专家认为,在以煤电为主,缺油少气的国情下,除大力开发西部水电外,当务之急是要大力发展风电,配套建设抽水蓄能,实现电源结构优化。这样做可获巨大效益。
其一,如果全国风电(上网容量)、抽水蓄能各占受端电网总电源10%配合开发,可替代部分煤电装机,使电源结构得到改善,同时大幅度节能减排,并减少输煤输电压力。
其二,受端电网中建抽水蓄能电站,可让西部送来的输电通道带基荷,输送电力年利用小时可得到提高,节省大量投资。
其三,抽水蓄能增加受端电源(有功和无功)支持,提高电网稳定性,提供防止电压崩溃的动态无功。
其四,抽水蓄能在调频调相、黑启动、事故备用等方面有重要作用,有利于提高电网抵御自然灾害的能力。