國內首座700米級水頭抽水蓄能電站投產(chǎn)發(fā)電

建黨100周年前夕，國網(wǎng)新源吉林敦化抽水蓄能電站1號機組于6月4日投產(chǎn)發(fā)電。敦化電站的投產(chǎn)是國家電網(wǎng)公司積極服務(wù)“雙碳”目標，助力構建新型電力系統，加快抽水蓄能建設取得的又一標志性成果，為東北電網(wǎng)安全穩定運行和促進(jìn)新能源消納提供了更加堅強的保障。

敦化電站位于吉林省敦化市北部，樞紐工程由上水庫、下水庫、水道系統、地下廠(chǎng)房和地面開(kāi)關(guān)站等部分組成，總裝機容量140萬(wàn)千瓦，安裝4臺單機容量35萬(wàn)千瓦可逆式水泵水輪發(fā)電電動(dòng)機組，年設計發(fā)電量為23.42億千瓦時(shí)，抽水電量31.23億千瓦時(shí)，以500千伏出線(xiàn)接入吉林電網(wǎng)。電站于2013年7月開(kāi)工，2015年10月主體工程開(kāi)工，計劃2021年投產(chǎn)兩臺機組，2022年實(shí)現全部投產(chǎn)。

敦化電站的建設及投產(chǎn)，創(chuàng )造了國內抽水蓄能電站工程建設的多項記錄。在國內首次實(shí)現了700米級超高水頭、高轉速、大容量抽水蓄能機組的完全自主研發(fā)、設計和制造，機組額定水頭655米，最高揚程達712米，是黃果樹(shù)瀑布落差的十倍，設計、制造、安裝要求極高。研制過(guò)程中，先后開(kāi)發(fā)了41個(gè)水輪機轉輪模型，優(yōu)中選優(yōu)確定最佳水力設計方案。發(fā)電機采用“一根軸”結構，成功解決了高轉速機組擺度控制難題。推力軸承創(chuàng )新采用噴淋式冷卻方式，既提高了機組效率，還提高了推力軸承的承載能力，使高速雙向軸承運行更加安全。首臺機組調試和試運行過(guò)程中，機組振動(dòng)、擺度、瓦溫及噪音等關(guān)鍵指標表現優(yōu)異，機組穩定運行時(shí)各部導軸承擺度均小于0.1mm，達到國內領(lǐng)先、世界一流。

電站500kV交聯(lián)聚乙烯高壓電纜單根長(cháng)度超過(guò)1500m，中間沒(méi)有一根接頭，在國內沒(méi)有先例可供借鑒。工程建設單位組織設計充分調研，科學(xué)確定技術(shù)參數，制造廠(chǎng)家在系統設計、生產(chǎn)制造、試驗檢驗等方面大力攻關(guān)，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，攻克了超長(cháng)電纜連續生產(chǎn)的技術(shù)難關(guān)，將國內高壓電纜單根長(cháng)度記錄在1000米基礎上提升了50%，電纜投運以來(lái)保持安全穩定運行。

電站引水系統采用一洞兩機雙斜井布置型式，引水斜井單井國內最長(cháng)，超過(guò)400m。抽水蓄能電站引水系統施工傳統使用爬罐法自下而上進(jìn)行導井開(kāi)挖，通風(fēng)排煙困難，架空作業(yè)時(shí)間長(cháng)，施工安全風(fēng)險高。敦化電站首次在超長(cháng)斜井開(kāi)挖中應用反井鉆結合定向鉆技術(shù)，斜井導孔開(kāi)挖偏差僅為0.3米（孔斜率0.9‰），成功解決了超長(cháng)斜井反井鉆施工難題，樹(shù)立了斜井施工新標桿，此后抽水蓄能電站斜井工程全面取消了爬罐法施工，實(shí)現了本質(zhì)安全提升。

工程地處高寒地區，冬季多年平均氣溫-3℃，極端最低氣溫-44℃，工程區實(shí)測最大凍土深度近2米，室外工程年有效施工期不足6個(gè)月，施工組織要求極高。工程建設期間，建設單位充分考慮氣候特點(diǎn)影響，組織專(zhuān)家深入論證，合理確定施工方案，精心安排工期計劃，盡量避免凍土期施工。專(zhuān)題研究部署越冬措施，加強混凝土成品保溫、戶(hù)外設備設施保護、混凝土拌合站等生產(chǎn)工廠(chǎng)保溫，確保了工程建設以來(lái)冬期安全。電站首次在嚴寒地區抽水蓄能上、下水庫大壩中采用瀝青混凝土心墻堆石壩，施工過(guò)程面臨很大挑戰。工程強化原材料質(zhì)量把關(guān)，優(yōu)選骨料級配，精心開(kāi)展配合比試驗，嚴格控制瀝青混凝土溫度和密實(shí)度，引入數字化大壩建造技術(shù)，全過(guò)程精準監控碾壓過(guò)程，實(shí)時(shí)采集大壩填筑進(jìn)度與質(zhì)量數據并開(kāi)展分析和預警，成功建設了嚴寒地區抽水蓄能電站首個(gè)瀝青混凝土心墻堆石壩。大壩建設質(zhì)量?jì)?yōu)秀，下水庫蓄水后大壩滲漏量?jì)H為7L/s。

工程總投資77.89億元，是吉林省“十二五”規劃建設的重點(diǎn)項目，也是延邊州自建州以來(lái)投資最大的單體工程，在服務(wù)“六穩”“六保”中發(fā)揮了重要作用。工程開(kāi)工以來(lái)平均每年為地方增加財政收入約1.7億元，提供各類(lèi)就業(yè)崗位約2000個(gè)，改善了交通等基礎設施條件，較好帶動(dòng)了當地經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展。2022年上半年，電站4臺機組將全面投產(chǎn)，能有效緩解東北地區電網(wǎng)調節能力不足問(wèn)題，充分發(fā)揮電力供應和調峰填谷作用，每年可促進(jìn)風(fēng)、光等清潔能源消納超過(guò)50億千瓦時(shí)，節約標準煤45萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放量87萬(wàn)噸，具有顯著(zhù)的節能減排效益。

抽水蓄能是以新能源為主體的新型電力系統的重要組成部分，對于保障電力供應、確保電網(wǎng)安全、促進(jìn)新能源消納、推動(dòng)構建清潔低碳安全高效的能源體系、更好服務(wù)碳達峰、碳中和，具有十分重要的意義。國家電網(wǎng)公司深入貫徹習近平生態(tài)文明思想，認真踐行“四個(gè)革命、一個(gè)合作”能源安全新戰略，今年以來(lái)，先后發(fā)布碳達峰、碳中和行動(dòng)方案，出臺加快抽水蓄能開(kāi)發(fā)建設重要舉措，大力推進(jìn)抽水蓄能電站建設。首臺機組投產(chǎn)后，國網(wǎng)新源敦化電站將繼續抓好后續機組安裝調試，年內預計實(shí)現“兩投三并”。同時(shí)，全面抓好在建工程建設，年內相繼投產(chǎn)山東沂蒙、黑龍江荒溝、河北豐寧等抽水蓄能電站，為服務(wù)碳達峰碳中和構建新型電力系統發(fā)揮新的更大作用。