促进新能源高效消纳！“超级充电宝”——丰宁抽水蓄能电站投产

燕山迤逦，滦河蜿蜒。承德市丰宁满族自治县境内，海河流域滦河干流上游，距北京市直线距离180千米、距承德市直线距离150千米的群山之间，一片湖水清澈明亮。世界规模最大的抽水蓄能电站——丰宁抽水蓄能电站就位于这里。2021年12月30日，该电站投产发电。来自张北的电能在这里转化储存，再从这里源源不断地输送到千家万户。

提高电力系统调峰能力，促进新能源高效消纳

走进丰宁抽水蓄能电站地下厂房，只见洞室群纵横交错、上下连通，仿佛进入了恢弘的宫殿，不由得惊叹于现代科技的发达。

之所以有这样的效果，是因为电站首次将机场、体育场馆、轨道交通、港珠澳大桥等的智能照明设计理念大规模应用至水电行业。设计者们根据运维要求设置了网络化智能照明系统，实现了庞大工程枢纽的地下、地面建筑物群照明系统的智能控制和运维，提高了电站运营管理效率，创造出运行智能、维护方便、节能、安全、舒适的光环境。

安全运行的蓄能机组吸引着人们的目光。

紧邻京津冀负荷中心和冀北千万千瓦级新能源基地，丰宁抽水蓄能电站共安装12台单机容量30万千瓦机组，总装机规模达到360万千瓦，年设计发电量66.12亿千瓦时，年抽水电量87.16亿千瓦时，为世界上装机规模最大的抽水蓄能电站。

该工程分两期建设。2012年8月，国家发改委核准批复一期工程，2013年5月，一期工程开工建设。2015年7月，河北省发改委核准批复二期工程，2015年9月，二期工程开工建设。2016年，两期工程实现同步建设。电站分为上水库、下水库、输水系统和地下厂房系统。

目前，丰宁抽水蓄能电站已经接入张北柔直电网和华北500千伏电网，首批两台机组投运，可提供60万千瓦出力，显著推动了冬奥举办城市北京和张家口广泛使用清洁能源，为京津冀区域提供着绵绵不绝的绿色动力。按照计划，2024年上半年，12台机组将全部投产运行。

变速蓄能机组的采用提升了电站的技术水平。

在来自北京专家团队的设计指导下，丰宁抽水蓄能电站采用了两台变速蓄能机组，填补了国内空白，具有划时代意义。变速蓄能机组除了具备定速蓄能机组的功能外，还具有频率自动控制、有功功率高速调节、水泵在一定范围内连续可调以及机组运行更稳定、效率更高等优点。相比定速蓄能机组，变速蓄能机组能够更有效服务电网的正常运行。

国家电网有限公司董事长辛保安表示，丰宁抽水蓄能电站的投用正当其时。

以前，冀北光电资源丰富，但受光照强度影响，功率波动大，电能利用存在瓶颈。同时，京津冀区域对于绿色电能有着巨大需求。在这种情况下，储能装置的建设被频频提及。

储能方式并非只有抽水蓄能一种。据了解，目前的储能装置大体可分为机械储能(抽水蓄能、压缩空气、飞轮)、电磁储能(超导、电容器)和化学储能(电池)。相比于其他储能方式，抽水蓄能具有资金投入少、设备寿命长、储能规模大、转换效率高、技术成熟、运行条件简便、清洁环保等特点，是当前技术最成熟、最具大规模开发条件的电力系统灵活调节装置。

新近建成投用的丰宁抽水蓄能电站也具备了这些特点。借助于变速蓄能机组和定速蓄能机组，丰宁抽水蓄能电站运行方式更灵活、响应速度更快，可有效提高电力系统调峰能力，满足风电、太阳能发电快速增长所增加的部分调峰需求，促进新能源高效消纳。同时，该电站的建设也为当地大规模发展新能源提供了有利条件。

全部机组投产后，电站可以提供720万千瓦的电力调节能力，12台机组满发利用小时数达到10.8小时，将成为华北地区唯一具有周调节性能的抽水蓄能电站。

作为世界最大的“超级充电宝”，该电站一次蓄满可储存新能源电量近4000万千瓦时，全年可消纳新能源87亿千瓦时。

随着“双碳”目标的提出，丰宁抽水蓄能电站的基础性、综合性、公共性特点更为凸显。由于蓄能电站一般与火电、核电、风电等配合运行，可有效减少火电机组开停机次数，节省额外燃料消耗，相应减少了污染物排放及其治理费用。据专家估算，丰宁抽水蓄能电站每年可节约标准煤48万吨，减少二氧化碳排放120万吨。

打造“京北小江南”，带动经济社会发展

漫步电站下水库旁，水面宛如银镜，看不到一丝涟漪，且水非常清澈。当地群众告诉记者，与之形成鲜明对照的是，几年前，他们经常看到湍急的河流裹挟着泥沙滚滚而来，这里曾是远近闻名的“流沙河”。

原来，该水库是在原丰宁水库基础上修建。由于上游区域以前因过度放牧砍伐，植被破坏严重，加之西山湾水库建成后，改变了这里的水沙关系，使得该水库泥沙淤积严重。如果这种运行方式持续下去，经分析，40年后，该水库调节库容将损失殆尽。

如何妥善解决泥沙淤积问题、大幅改善当地生态环境成为关键问题之一。

专业团队研究论证后提出，通过设置拦沙坝将下水库分为蓄能专用下水库和拦沙库两部分。同时，考虑到拦沙库上游存在一个天然“S”形河道，极易造成泥沙淤积，专家们决定“S”弯段需就弯取直，设置导沙明渠，并与下游泄洪排沙洞组合增强排沙能力。

如今，这一设想已经成为现实。静谧的水面已不见流沙踪影。这样的设计将保障水库的持续运行。根据论证，运行至50年时，拦沙库仍能维持一定的蓄水补水功能，专用下水库剩余库容能够满足电站所需要的有效库容需求。

拦住去路的“流沙河”就这样被降服。一个具有江南风韵的水面出现在群山之间，成为人们休闲观光的好去处。

国家电网有限公司相关负责人介绍，丰宁抽水蓄能电站在建设过程中严格执行环保、水保要求，累计完成环保、水保投资约2.1亿元。