林銘山
(國網(wǎng)新源控股有限公司,北京市 100761)
抽水蓄能電站作為堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要組成部分,主要承擔(dān)調(diào)峰填谷、調(diào)頻調(diào)相、事故備用和黑啟動(dòng)等輔助服務(wù)功能。抽水蓄能技術(shù)自誕生以來,經(jīng)過130多年的發(fā)展,已成為現(xiàn)代電力系統(tǒng)內(nèi)技術(shù)成熟、使用經(jīng)濟(jì)、清潔高效的優(yōu)質(zhì)調(diào)節(jié)手段。目前,全球抽水蓄能裝機(jī)容量約1.5億kW,中國、日本和美國裝機(jī)規(guī)模位于前三位,擁有全球50%以上的市場(chǎng)份額。伴隨全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和能源消費(fèi)革命,抽水蓄能電站在保障大電網(wǎng)安全、提供系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)和促進(jìn)新能源發(fā)展方面發(fā)揮越來越重要的作用。
我國抽水蓄能電站建設(shè)起步較晚,伴隨經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展不同階段,電站功能不斷拓展和完善。抽水蓄能產(chǎn)業(yè)用50年的時(shí)間實(shí)現(xiàn)了從起步、完善到蓬勃發(fā)展的歷史性跨越。
產(chǎn)業(yè)起步期(1968~1983年):1968年,河北省崗南混合式抽水蓄能電站在華北電網(wǎng)投入商業(yè)運(yùn)營(yíng),承擔(dān)電網(wǎng)調(diào)峰和儲(chǔ)能調(diào)節(jié)功能,拉開了我國抽水蓄能電站建設(shè)的序幕。
探索發(fā)展期(1984~2003年):20世紀(jì)80年代中后期,我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展,電力供需和電網(wǎng)調(diào)峰矛盾突出。以1984年潘家口電站開工建設(shè)為標(biāo)志,我國抽水蓄能建設(shè)進(jìn)入探索發(fā)展期,也是抽水蓄能發(fā)展第一個(gè)建設(shè)高峰期。到2003年底,潘家口、廣州、十三陵和天荒坪等4座大型抽水蓄能電站建成投運(yùn),泰山、瑯琊山和宜興等5座電站開工建設(shè),抽水蓄能發(fā)展理論探索逐漸深入,工程建設(shè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不斷豐富,奠定了我國抽水蓄能完善發(fā)展的基礎(chǔ)。
完善發(fā)展期(2004~2014年):以2004年明確電網(wǎng)企業(yè)為主的建設(shè)管理體制為標(biāo)志,我國抽水蓄能建設(shè)進(jìn)入完善發(fā)展期。經(jīng)過10年的發(fā)展,到2014年底,我國抽水蓄能產(chǎn)業(yè)規(guī)模躍居世界第三,發(fā)展規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)政策和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)基本完善,設(shè)備制造實(shí)現(xiàn)完全國產(chǎn)化,抽水蓄能產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)健康有序發(fā)展的良好局面。
蓬勃發(fā)展期(2015年以來):2015年以來,以國家完善抽水蓄能投資體制、建設(shè)目標(biāo)和“十三五”重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃為標(biāo)志,我國抽水蓄能建設(shè)進(jìn)入蓬勃發(fā)展期。2015~2017年,全國新開工22座抽水蓄能電站,開工容量3085萬kW,建成投產(chǎn)抽水蓄能機(jī)組22臺(tái),共658萬kW?!笆濉焙笃诤汀笆奈濉逼陂g,抽水蓄能發(fā)展仍然面臨剛性需求。
截至2017年底,全國抽水蓄能運(yùn)行裝機(jī)容量2869萬kW、在建容量3835萬kW,運(yùn)行和在建規(guī)模均居世界第一。抽水蓄能發(fā)展適應(yīng)了我國大電網(wǎng)安全穩(wěn)定和新能源發(fā)展的需要,同時(shí)也為世界抽水蓄能行業(yè)發(fā)展提供了良好的借鑒。
新源公司是國家電網(wǎng)公司控股管理的調(diào)峰調(diào)頻電源專業(yè)運(yùn)營(yíng)公司,主要負(fù)責(zé)開發(fā)建設(shè)和經(jīng)營(yíng)管理國家電網(wǎng)公司經(jīng)營(yíng)區(qū)域內(nèi)的抽水蓄能電站和常規(guī)水電站。按照國家電網(wǎng)公司決策部署,新源公司堅(jiān)持安全健康發(fā)展理念,與抽水蓄能規(guī)劃設(shè)計(jì)、工程建設(shè)、設(shè)備制造和調(diào)度運(yùn)行等單位一道,積極探索抽水蓄能電站的價(jià)值和定位,配合國家開展抽水蓄能發(fā)展規(guī)劃和政策研究,積極推進(jìn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)和設(shè)備國產(chǎn)化應(yīng)用,一起促進(jìn)了抽水蓄能產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。
按照國家能源局統(tǒng)一部署,從2008年開始,新源公司推動(dòng)開展抽水蓄能選點(diǎn)規(guī)劃工作,積極配合水規(guī)總院和地方政府開展站點(diǎn)普查和論證。截至2014年底,22個(gè)?。ㄊ?、自治區(qū))抽水蓄能選點(diǎn)規(guī)劃得到國家批復(fù),為抽水蓄能行業(yè)發(fā)展提供了充足的資源儲(chǔ)備。2016年,國家啟動(dòng)部分省份規(guī)劃調(diào)整工作,新源公司認(rèn)真組織研究各區(qū)域抽水蓄能合理需求、建設(shè)時(shí)序和資源條件,全力配合規(guī)劃調(diào)整,取得了積極進(jìn)展。
結(jié)合我國電力系統(tǒng)規(guī)模大、新能源發(fā)展快、特高壓遠(yuǎn)距離輸電、強(qiáng)直弱交等新特征,認(rèn)真配合開展抽水蓄能功能定位、抽水蓄能柔性技術(shù)、混合式開發(fā)、核(新能源)蓄聯(lián)合開發(fā)、變速機(jī)組應(yīng)用、海水抽水蓄能和新型儲(chǔ)能技術(shù)等課題研究,配合國調(diào)開展電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻與抽水蓄能布局優(yōu)化專題研究,不斷豐富和發(fā)展抽水蓄能規(guī)劃理論,主動(dòng)適應(yīng)我國電力發(fā)展新形勢(shì)、新要求。
新源公司積極配合國家發(fā)展改革委能源研究所、中咨公司、水規(guī)總院和有關(guān)高校,深入研究抽水蓄能開發(fā)建設(shè)、價(jià)格機(jī)制和調(diào)度運(yùn)營(yíng)規(guī)律,積極建言獻(xiàn)策,為國家出臺(tái)抽水蓄能投資體制、價(jià)格機(jī)制和運(yùn)行監(jiān)管等政策提供理論和實(shí)踐支撐,推動(dòng)抽水蓄能行業(yè)政策持續(xù)完善,發(fā)展環(huán)境持續(xù)優(yōu)化。
近年來,新源公司建設(shè)規(guī)模逐年增大,基建管控面臨挑戰(zhàn)。統(tǒng)籌規(guī)劃設(shè)計(jì)、工程施工和設(shè)備制造標(biāo)準(zhǔn),不斷探索建立了安全、質(zhì)量、進(jìn)度、技經(jīng)、技術(shù)和綜合管理“5+1”基建專業(yè)管控模式。加強(qiáng)對(duì)主機(jī)設(shè)備安裝、洞室開挖、混凝土施工、電纜橋架等施工質(zhì)量關(guān)鍵環(huán)節(jié)(工藝)控制,組織制訂72項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)施工工藝、9項(xiàng)細(xì)部工藝和3項(xiàng)二次工藝標(biāo)準(zhǔn);積極開展抽水蓄能EPC總承包試點(diǎn);構(gòu)建以基建管理信息系統(tǒng)(MIS)和“五系統(tǒng)一中心”為基礎(chǔ)、安全質(zhì)量移動(dòng)巡檢APP等18個(gè)模塊為核心的基建智能管控系統(tǒng)。經(jīng)過不斷探索和實(shí)踐,形成了以基建管理綱要為總則、工程建設(shè)總體策劃為引領(lǐng)、基建管控一體化管理手冊(cè)為手段、工程建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為支撐、基建組織體系、隊(duì)伍體系和監(jiān)督體系為保證的基建管控體系。
組織工程設(shè)計(jì)和施工單位,充分利用抽水蓄能專業(yè)化管理平臺(tái),推動(dòng)先進(jìn)施工技術(shù)應(yīng)用。先后在斜井施工中,成功應(yīng)用定向鉆先導(dǎo)孔施工技術(shù)、大口徑反井鉆機(jī)斜井施工技術(shù);在大壩填筑中應(yīng)用無人駕駛振動(dòng)碾施工技術(shù);在巖石邊坡開挖中采用無爆破切割技術(shù);在輸水系統(tǒng)壓力鋼管安裝過程中采用自動(dòng)焊接技術(shù),將數(shù)字化控制與焊接技術(shù)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制與調(diào)節(jié)等,這些先進(jìn)施工技術(shù)應(yīng)用,促進(jìn)了抽水蓄能工程建設(shè)安全防控水平提升,打造了高質(zhì)量精品建設(shè)工程。
新源公司成立以來,先后開工建設(shè)26座抽水蓄能電站,累計(jì)建設(shè)容量3625萬kW,建成投產(chǎn)13座電站,新投產(chǎn)機(jī)組容量1450萬kW,泰山等3座電站獲得中國建設(shè)工程魯班獎(jiǎng),響水澗等4座電站獲得國家優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng),仙游電站在抽水蓄能行業(yè)首次獲得國家優(yōu)質(zhì)工程金獎(jiǎng),宜興電站獲得國家改革開放35年百項(xiàng)經(jīng)典工程。
截至2017年底,新源公司運(yùn)行抽水蓄能電站20家,裝機(jī)容量1907萬kW,占全國抽水蓄能容量66%。運(yùn)行電站分布在全國14個(gè)?。ㄊ校\(yùn)檢技術(shù)人員平均不足0.5人/萬kW,為此,新源公司積極推進(jìn)運(yùn)維管理創(chuàng)新,探索了一條適合抽水蓄能電站特點(diǎn)的運(yùn)檢模式。
結(jié)合水電(抽水蓄能)設(shè)備特點(diǎn)和運(yùn)行檢修需求,推廣機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)化檢修,研究制定1078個(gè)公司級(jí)日常運(yùn)維標(biāo)項(xiàng)、1483個(gè)技術(shù)監(jiān)督標(biāo)項(xiàng)和201條重點(diǎn)反措要點(diǎn),編制檢修“兩冊(cè)一書”規(guī)范和驗(yàn)收大綱,通過開發(fā)生產(chǎn)管理系統(tǒng),規(guī)范固化電站值守、操作、運(yùn)維、檢修和技術(shù)監(jiān)督等流程;通過電站生產(chǎn)信息橫向集成、專業(yè)管理縱向貫通、運(yùn)維技術(shù)共通共享,實(shí)現(xiàn)對(duì)電站風(fēng)險(xiǎn)、隱患和反措等生產(chǎn)管理的有效管控。
結(jié)合抽水蓄能設(shè)備自動(dòng)控制水平和技術(shù)人員狀況,打破傳統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)人員業(yè)務(wù)分離模式,探索建立了電站生產(chǎn)組織機(jī)構(gòu)、運(yùn)檢業(yè)務(wù)體系、業(yè)務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)方式、安全風(fēng)險(xiǎn)管控、崗位培訓(xùn)和班組建設(shè)的運(yùn)維一體化管控體系。實(shí)施運(yùn)維人員定期業(yè)務(wù)輪換,培養(yǎng)具備全能資質(zhì)運(yùn)維人員。運(yùn)維一體化管理首先在瑯琊山電站試點(diǎn)實(shí)施,現(xiàn)已推廣至所有抽水蓄能電站。通過創(chuàng)新電站生產(chǎn)管理,提升運(yùn)維人員綜合業(yè)務(wù)能力,拓寬運(yùn)維人員職業(yè)發(fā)展通道,提高設(shè)備運(yùn)行檢修管理水平,企業(yè)安全生產(chǎn)局面保持穩(wěn)定。
通過電站運(yùn)維一體化、檢修作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、狀態(tài)評(píng)價(jià)專業(yè)化和運(yùn)檢管理精益化的生產(chǎn)管控體系建設(shè),積極配合電網(wǎng)調(diào)度開展頻率緊急協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)新功能試驗(yàn),機(jī)組服務(wù)能力不斷提升。2016年和2017年,新源公司抽水蓄能機(jī)組發(fā)電啟動(dòng)59795次,發(fā)電啟動(dòng)成功率99.83%,頂峰發(fā)電486億kWh時(shí),機(jī)組抽水啟動(dòng)43853次,抽水啟動(dòng)成功率99.61%,先后承擔(dān)各類重要保電任務(wù)350余次,各電站積極響應(yīng)新能源消納、系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)和支援系統(tǒng)事故處理等需求,發(fā)揮保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定、促進(jìn)清潔能源消納和系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要作用,行業(yè)市場(chǎng)價(jià)值逐步彰顯。
按照國家有關(guān)部委部署,新源公司會(huì)同哈電、東電、南瑞和相關(guān)設(shè)計(jì)單位聯(lián)合攻關(guān),歷時(shí)十年,大型抽水蓄能機(jī)組關(guān)鍵技術(shù)取得突破,以安徽響水澗、福建仙游和浙江仙居電站投產(chǎn)為標(biāo)志,我國完全具備了大型抽水蓄能發(fā)電設(shè)備自主設(shè)計(jì)、自主制造和自主安裝調(diào)試運(yùn)營(yíng)能力,有力支撐了抽水蓄能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。
新源公司在行業(yè)內(nèi)首次制定抽水蓄能電站通用設(shè)計(jì)(11個(gè)分冊(cè))、通用設(shè)備(8個(gè)分冊(cè))、通用造價(jià)和標(biāo)準(zhǔn)施工工藝示范手冊(cè),組織制定72項(xiàng)工程建設(shè)一體化管理手冊(cè),規(guī)范工程建設(shè)準(zhǔn)備、安全和質(zhì)量等管理流程,更好地支撐抽水蓄能工程建設(shè)。開展“數(shù)字化智能型”電站頂層設(shè)計(jì),制定并出臺(tái)《數(shù)字化智能型抽水蓄能電站建設(shè)規(guī)劃(2018~2030)》,積極推進(jìn)抽水蓄能電站融入大數(shù)據(jù)、信息通信和人工智能等現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展。
注重抽水蓄能規(guī)劃建設(shè)和運(yùn)行檢修技術(shù)總結(jié),及時(shí)制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,并定期更新和升級(jí)。新源公司聯(lián)合有關(guān)單位制定修訂抽水蓄能國家標(biāo)準(zhǔn)20項(xiàng)、電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)39項(xiàng)、國網(wǎng)公司企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)35項(xiàng)、新源公司企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)88項(xiàng),基本實(shí)現(xiàn)了抽水蓄能業(yè)務(wù)全覆蓋。2017年4月,中電聯(lián)抽水蓄能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)成立,標(biāo)志著抽水蓄能標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)邁出新步伐,將對(duì)推動(dòng)抽水蓄能產(chǎn)業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展方面發(fā)揮重要作用。
我國社會(huì)發(fā)展邁入新時(shí)代,社會(huì)主要矛盾發(fā)生變化,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)由高速度向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)變,能源結(jié)構(gòu)調(diào)整加速,特別是風(fēng)電、太陽能大規(guī)模接入電網(wǎng),系統(tǒng)對(duì)抽水蓄能等靈活性調(diào)節(jié)需求愈加突顯。目前,我國抽水蓄能發(fā)展需求已由單純總量不足向總量不足與布局優(yōu)化并存轉(zhuǎn)變。抽水蓄能發(fā)展新環(huán)境,需要及時(shí)分析發(fā)展新形勢(shì),積極推動(dòng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新,共同營(yíng)造良好發(fā)展環(huán)境。
電站功能定位是抽水蓄能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心,也是完善投資體制、價(jià)格機(jī)制和運(yùn)營(yíng)監(jiān)管等政策的前提。抽水蓄能技術(shù)誕生在西方發(fā)達(dá)國家,最初功能主要是為系統(tǒng)提供調(diào)峰填谷和安全保障服務(wù),后來逐漸參與電力市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)。
經(jīng)過50年發(fā)展,抽水蓄能功能仍然主要定位于為系統(tǒng)提供調(diào)峰填谷、調(diào)頻調(diào)相、事故備用和黑啟動(dòng)等傳統(tǒng)功能。隨著我國電力系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大、電力供需矛盾轉(zhuǎn)化、新能源快速發(fā)展、跨區(qū)電能交換規(guī)模增加和電力市場(chǎng)逐漸完善,需要及時(shí)深化研究新形勢(shì)下抽水蓄能電站功能定位。特別是對(duì)電網(wǎng)之間供需平衡、電源結(jié)構(gòu)、負(fù)荷特征和網(wǎng)間電能交換等系統(tǒng)性差異,需要進(jìn)行系統(tǒng)和綜合評(píng)判,不斷完善抽水蓄能發(fā)展理論。
隨著特高壓和各級(jí)電網(wǎng)建設(shè)不斷加快,抽水蓄能電站已成為全國大電網(wǎng)的有機(jī)組成部分,抽水蓄能規(guī)??焖僭黾?,在更大范圍內(nèi)靈活調(diào)劑成為必然,為此,需要突破局部利益藩籬,合理確定電站服務(wù)范圍。其次,從系統(tǒng)整體需求出發(fā),科學(xué)分析系統(tǒng)內(nèi)現(xiàn)有調(diào)峰資源技術(shù)經(jīng)濟(jì)和環(huán)保特點(diǎn),比較不同資源組合對(duì)系統(tǒng)綜合影響,尋求規(guī)劃期內(nèi)各階段調(diào)峰電源建設(shè)和運(yùn)營(yíng)優(yōu)化方案。同時(shí),結(jié)合電力市場(chǎng)化改革,抽蓄規(guī)劃在考慮選址位置、水源條件、地形地質(zhì)條件、水頭和距高比等傳統(tǒng)技術(shù)因素基礎(chǔ)上,加強(qiáng)投資收益途徑、地區(qū)經(jīng)濟(jì)承受能力和環(huán)境承載容量約束分析,確保項(xiàng)目建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展。
隨著電力市場(chǎng)化改革的推進(jìn),形成以市場(chǎng)起決定性作用的抽水蓄能電站運(yùn)營(yíng)機(jī)制是大勢(shì)所趨。在抽水蓄能電站大規(guī)模建設(shè)、多方投資參與發(fā)展態(tài)勢(shì)下,投資收益將逐步成為關(guān)注的焦點(diǎn)。按照“鼓勵(lì)正常投資行為、抑制投機(jī)投資行為和市場(chǎng)公平”為基礎(chǔ)、遵循“誰受益、誰負(fù)擔(dān)”的原則,統(tǒng)籌推進(jìn)抽水蓄能功能定位、規(guī)劃規(guī)模、建設(shè)節(jié)奏和投資收益理論研究,完善抽水蓄能發(fā)展新階段產(chǎn)業(yè)政策和措施,更好地服務(wù)電力系統(tǒng)安全和清潔能源發(fā)展。
黨的十九大做出了推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命,構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系的重大部署,抽水蓄能電站作為我國能源體系的重要組成部分,在服務(wù)清潔能源發(fā)展、推進(jìn)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)、保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、促進(jìn)系統(tǒng)節(jié)能減排等方面承擔(dān)著重要使命。
面向未來,新源公司將以習(xí)近平新時(shí)代中國特色社會(huì)主義思想為指引,貫徹國家電網(wǎng)公司黨組決策部署,圍繞服務(wù)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)和“能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)”建設(shè),緊緊抓住我國抽水蓄能發(fā)展戰(zhàn)略機(jī)遇,秉承安全健康發(fā)展理念,以建設(shè)“美麗電站、幸福新源”為愿景,堅(jiān)持“兩型兩化”(數(shù)字化智能型電站、信息化智慧型企業(yè))的戰(zhàn)略總路徑,積極推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、現(xiàn)代通信技術(shù)與抽水蓄能電站深度融合,推動(dòng)傳統(tǒng)電站向智能型電站、傳統(tǒng)企業(yè)向智慧型企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),著力建設(shè)國際一流的調(diào)峰調(diào)頻電源專業(yè)運(yùn)營(yíng)公司,為建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng),構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系,服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
林銘山(1963—),男,教授級(jí)高級(jí)工程師,現(xiàn)任國網(wǎng)新源控股有限公司董事長(zhǎng)、黨委書記,長(zhǎng)期從事抽水蓄能電站開發(fā)建設(shè)、生產(chǎn)運(yùn)行和經(jīng)營(yíng)管理等管理和研究工作。