调峰调频公司勇当主力军,加快发展抽水蓄能和新型储能业务 更好地促进经济社会绿色低碳转型

2021-07-21

(本版图片为资料图)

调峰调频公司因改革而生,并伴随着国家改革开放和电力体制改革的步伐不断发展壮大,始终致力于高质量建设好、运营好调峰调频电源,不断提升支撑和保障南方电网安全稳定运行、提升电网消纳清洁低碳新能源的能力。该公司成立15年来,调峰调频电源装机容量从432万千瓦增长到1073万千瓦,增长148%,大幅提升了电网调节能力。“十三五”期间,调峰调频电源保持安全稳定运行,机组启动成功率99.86%,蓄能机组应急启动成功率100%,有力保障了电网的安全稳定,为南方五省区经济社会发展作出了积极贡献。

随着国家“碳达峰、碳中和”目标的提出,南方电网公司积极部署构建新型电力系统,调峰调频公司将积极把握发展机遇,勇当主力军,加快发展抽水蓄能和新型储能业务,更好地促进经济社会绿色低碳转型。

高质量建设调峰调频电源

1983年2月,被誉为“西电东送桥头堡”的天生桥二级水电站正式开工建设。1992年12月,电站首台机组投产发电。随着与电站配套建设的4回500千伏、8回220千伏交流输电线路相继建成投产,广东、广西、贵州、云南电网正式联网,形成了南方电网的重要枢纽,国家积极实施的西电东送战略变为现实。

1984年4月,根据上级安排,已动工3年的鲁布革电站在国内基建项目首次引进世界银行贷款,并第一次在部分项目实行国际招标,随之带来的建设管理模式和管理效率的巨大变化引起了广泛关注,掀起了水电建设领域的“鲁布革冲击”。

天生桥、鲁布革两电站投产以来,把贵州、云南的清洁电力源源不断地输送到广东,不但改善了广东的电源结构,提高了电网安全性和供电可靠性,助力改革开放排头兵广东省的社会经济快速发展,同时也促进了贵州、云南等西部省份的经济发展。30多年来,两个电厂累计发电量2300多亿千瓦时,为地方经济社会发展作出了不可磨灭的贡献。

同样是上世纪80年代,广东开始建设国内首个大容量、高水头抽水蓄能电站——广州抽水蓄能电站。总装机容量240万千瓦的广蓄电站,不仅在国内是首个,在世界上也是容量最大的,所以设计、施工和运行管理都没有任何经验可借鉴。面对重重困难,广蓄建设者立志要建设一座对标国际一流的抽水蓄能电站。他们攻克了高压岔管设计、施工等技术难关,大胆引进国外先进管理模式,当时电厂人员配置只有国内电厂人员配置标准的六分之一,最后只能通过技术援助合同解决人员培训问题,培养了一大批具有国际眼光的管理人员,真正实现了建设国际一流电厂、培养抽水蓄能领军人才的目标,形成了行业内争相学习的“广蓄模式”。

2006年,随着电力体制改革的深化,南方电网组建了专业化经营调峰调频业务的调峰调频公司。该公司成立后,惠蓄、清蓄、深蓄、海蓄、文昌气电等相继建成投产,并在建设期间就创造了许多骄人的成绩。

当时装机容量并列世界第一的惠蓄电站,一台机组成功实施国产化,2011年全面投产。2018年9月全面投产的深蓄电站是我国首座建在超大型城市中的大型抽水蓄能电站,也是南方电网公司首座机组全面国产化的蓄能电站,在满足大城市施工对安全、环保方面的严格要求的情况下,创同类型电站竣工验收时间纪录,并获评“国家优质工程”。海南岛上建设的第一座抽水蓄能电站——琼中抽水蓄能电站,从开工建设到首台机组投运仅用时45个月,创下了国内建设用时最短纪录。文昌燃气电厂在国内率先实现了机组投产即具备一键启停(APS)功能的目标,大大缩短了机组启动时间,为邻近的文昌航天发射中心提供了坚实的电力支撑。

随着“碳达峰、碳中和”目标的提出,抽水蓄能发展大大提速。当前,梅州、阳江等抽水蓄能项目正在争分夺秒建设,南宁、肇庆、惠州中洞等项目前期工作正在紧锣密鼓推进,广东、广西、贵州等地多个项目建设已取得政府许可。

以数字化建设保障电网安全稳定

近年来,调峰调频公司大力推进数字化发电企业和智能电厂建设。所属电厂通过技术改造和技术创新,逐步实现了厂站计算机监控、流域远程集中监控、水情测报、水调自动化和大坝安全监测为主的自动化技术体系,设备可靠性不断增强,运行电厂均实现“无人值班、少人值守”运行管理模式。在此基础上,调峰调频公司进一步加快了数字化进程。

2020年12月,惠蓄公司为每台机组配置了30个单点监控策略和6个顺控监测策略,用以收集和分析各个机组子系统和常见的机组工况转换情况数据,率先在调峰调频公司系统内实现8台机组各关键流程设备动作情况统计功能。为机组监控搭建的监控流程云计算数据分析平台,实现机组各工况转换的在线监测,同时能够有效对各个开关展开数据分析,并对动作时间超时或者异常进行自动报警。

今年3月10日11时,文昌燃气电厂主厂房0米层2号机组真空泵区域出现漏水。经过智能化改造的电厂工业电视系统在第一时间感知到并发出报警,提醒值班人员进行处理,在生产设备出现异常漏水初期即完成了消缺。

这是该公司《基于机器视觉的电厂生产区域智能感知技术研究与应用》科技项目的实际应用。该技术具备电厂内设备自动巡检、环境异常主动预警等机器视觉透明感知系统,能够快速定位和识别漏油、漏水、漏汽、漏气,第一时间将故障消除于萌芽阶段。这也是调峰调频公司推动智能巡检技术的积极实践。

随着南方电网以数字电网推动构建新型电力系统进入实质性阶段,新能源中的风电光伏等的间歇波动、大机组和电网广域互联等等,对电网供电安全稳定方面形成了不小的挑战,电网所具有的调峰调频能力就显得更加重要,具有调峰、填谷、调频、黑启动等功能的抽水蓄能电厂必将发挥更为积极的作用。

推进数字化电厂建设将持续提升调峰调频公司水电机组智能控制能力以及源网协调能力,增强机组的安全管理能力和快速响应能力,进而提升电网调峰调频能力,辅助提高电网接纳间歇性新能源的能力,有力地支撑新型电力系统的发展。

目前,调峰调频公司正加快推进集控中心建设。建成后可对位于五省区的各调峰调频电厂,包括电池储能站,进行集中远方实时监视、控制等功能,实现多厂站少人可靠监控的运行集约化目标,推动该公司专业化、集约化水平获得跨越式的提升。

创新开拓推进新型储能发展

在国家碳达峰、碳中和目标引领下,我国新型储能建设将步入加速发展的新阶段。据预计,到2030年南方电网区域内电化学储能将投运4000万千瓦。

为推动电池储能在电网中规模化应用,调峰调频公司早在2009年11月就启动了“10兆瓦级电池储能站关键技术研究及试点”工作。2011年1月,世界首座调峰调频锂离子电池储能站——深圳宝清电池储能站建成投运,首次验证了兆瓦级电池储能系统在电网中运行的可行性及特性。

从2009年开始,调峰调频公司储能科研团队开始承担国家重点研发项目和国家部委科研课题,建成首个无变压器高压并网电池储能系统,主持完成国内首个电化学储能国家标准,构建国内电池储能设计标准体系,试验了多种技术路线与应用场景,引领了储能行业由冷到热的发展。

宝清站的建成投运,真正意义上实践了电池选型、模块拓扑、系统集成、厂站设计的完整技术路线,同时也包含了自动化控制、监控平台、消防系统等所有配套设计方法,对行业有着标杆性的示范作用,吸引了社会越来越多的资源开始进入储能行业。

为进一步深入研究掌握和推广应用储能技术,南方电网公司联合国内相关高校、厂家承担了国家“863计划”智能电网关键技术研发(一期)项目“大容量储能系统设计及其监控管理与保护技术”课题,建设示范工程规模2兆瓦/2兆瓦时。电站一至四期工程采用了磷酸铁锂、钛酸锂等多种类型的锂离子电池,研究单级式、双级式、组串式、高压级联式等多种储能拓扑结构连接。

着眼于电动汽车行业发展所面临的大量蓄电池退役的问题,储能团队开展前瞻研究,试验了光储充、电池梯次利用等多个应用场景,2020年在宝清电池储能站投运了示范工程。

如今,深圳宝清电池储能站已经安全稳定运行了10年,全面验证了电化学储能系统具备的快速、灵活的调峰、调频、调压、黑启动等功能特性,调峰调频公司据此提出了成套储能规模化应用的技术方案,形成涵盖储能设备、储能系统、储能电站3个层次的设计技术标准体系。

10年中,调峰调频公司研究形成20余项储能技术标准,其中包括国际标准1项、国家标准8项、行业标准8项,提出国家标准《电化学储能电站设计规范》,奠定了我国大容量电池储能电站设计基础。通过“产学研用”合作为我国储能行业发展培养了一批专业人才、带动了国内储能上下游企业的发展。

今年4月,在北京举行的第十届储能国际峰会暨展览会(ESIE2021)上,调峰调频公司《基于不同筛选技术兼具安全经济性的兆瓦级梯次利用动力电池储能应用实践》获国际储能创新大赛最高奖项——评委会大奖,公司荣获“2021优秀储能项目开发商”荣誉称号,该公司储能团队负责人获评“年度人物”。

下一步,调峰调频公司瞄准“十四五”“十五五”“十六五”分别新增装机500万千瓦、1500万千瓦和1500万千瓦的目标,全力以赴加快抽水蓄能电站建设,推进新型储能业务发展,加快世界一流调峰调频发电企业建设步伐,为南方电网的安全稳定运行,为我国实现“碳达峰、碳中和”目标而大步前行。

■ 数说

“十三五”期间,调峰调频公司规模快速增长,调峰调频电源装机容量从704万千瓦增长到1073万千瓦,增长52.3%,资产总额增加34.5%。

安全生产持续平稳,保持安全生产事故零记录,机组共启动11.22万次,启动成功率99.86%,蓄能机组应急启动成功率100%,机组启动成功率、机组等效可用系数等指标均达到行业领先水平。

生态效益显著,累计节约标煤1568.17万吨,减少CO2排放12721.47万吨,减少SO2排放382.79万吨。

科技创新取得丰硕成果,累计有效专利比“十二五”末增加6倍。“十四五”和“十五五”期间,将分别投产500万千瓦和1500万千瓦抽水蓄能的建设目标,抽水蓄能发展大大提速。

(肖植甫 张敏 冯舒敏 丁卯)

中国工程院院士、我国抽水蓄能技术领域的先行者和开拓者罗绍基

重温艰苦奋斗的峥嵘岁月

近期,年近九旬的中国工程院院士,有着62年党龄的耄耋老人罗绍基“赶时髦”学会了用微信。他在微信朋友圈发出的一张张黑白照片,重温了他在清华大学的青春岁月和在一线工地上艰苦劳作的场景。

作为中国工程院院士,我国抽水蓄能技术领域的先行者和开拓者,他永远忘不了那段艰苦奋斗的峥嵘岁月……

将论文写在祖国的山川河流上

罗绍基祖籍广东南海,中学时期在广州培英中学学习的经历,是他最早的爱国启蒙。“我仍然记得当年培英师生的爱国热忱,尤其是当时我们的校长,他把自己的儿子送去参军,我们都很崇拜他。”

1955年,罗绍基大学毕业后被分配到电力工业部中南勘测设计院,从此他将所学投入到国家水电事业一线实践中。他说,能为祖国的繁荣富强而奉献青春,是无悔的。1958年,他加入了中国共产党,成为一名光荣的党员。

在中南勘测设计院工作的30年里,他发挥了艰苦奋斗、勇攀高峰的精神,足迹遍布三湘四水和大江南北,主持设计并参与建设了湖南凤滩水电站、贵州天生桥水电站前期设计等工程。尽管条件艰苦,他依然一丝不苟地工作,确保工程安全施工。他经常对同事说,对待水电工程建设,要如临深渊、如履薄冰,少一点自以为是、多一点自以为非。

在他担任湖南凤滩水电站设计总工程师期间,他与同事建成了中国首座高112.5米空腹重力拱坝坝内厂房,解决了狭窄河谷厂房布置与大泄洪量的矛盾,节省了投资。该新坝型科研成果“混凝土腹拱坝”获国家科技进步二等奖。

在中国西南部的不少水电站坝址及工地上,都有他和同事们开拓前进的足迹,他用实际行动诠释了什么是将论文写在祖国的山川河流上。

做抽水蓄能领域的开拓者

上世纪80年代,改革开放的前沿地区广东,经济社会快速发展,对电力供应质量的需求也不断提升。当时,国家核工业部、水电部和广东省人民政府已确定与香港中华电力公司合作建设大亚湾核电站,为了配合核电站安全经济运行,罗绍基提出了建设抽水蓄能电站的建议,得到当时水电部、核工业部及广东省的大力支持。

1988年,时任广东电力局副局长的罗绍基,开始负责组织建设广州抽水蓄能电站。电站总装机容量240万千瓦,水头超过500米。这样高水头、大容量的抽水蓄能电站,当时在我国还是第一个,也是当时世界上装机规模最大的抽水蓄能电站,没有可借鉴的经验。

罗绍基说:“我当时就想在广州建成管理不比国外差的水电厂,就是想为国家和家乡做点事。”广蓄的上水库原是一个养马的盆地,没有路走上去,他带领党员们披荆斩棘,拄着拐杖踏出了一条上山小路。高山缺氧,上下山大家都会头晕,但罗绍基为了勘测地质,经常上山下山,风雨无阻。

在管理方面他力排众议,实施精简人员的高效管理,建立了一套无人值班、少人值守的管理模式,他首倡的“ON—CALL”一词,成为无人值班的代名词写进了中国水电行业标准。这样精简人员的改革,在当时“大锅饭”盛行的体制化管理企业中是很难想象的,需要的是大刀阔斧的勇气。

1993年6月29日,广蓄电厂首台机组投产,多项指标达到世界先进水平,获评全国首个“一流水电厂”称号。 (陈婧)

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来源:南方电网公司