抽水蓄能是當前技術較為成熟、具大規(guī)模開發(fā)條件的電力系統靈活調節(jié)裝置，具有調峰、調頻、調相、儲能、系統備用和黑啟動等“六大功能”和容量大、工況多、速度快、可靠性高、經濟性好等“五大技術經濟優(yōu)勢”，在保障大電網安全、促進新能源消納、提升全系統性能中發(fā)揮著重要作用。特別是隨著“雙碳”目標的提出，以新能源為主體的新型電力系統加快構建，抽水蓄能基礎性、綜合性、公共性等特點更為凸顯，是構建新型電力系統的關鍵支撐和重要組成部分。
國網公司高度重視抽水蓄能發(fā)展，“十三五”以來開工建設了一批重點項目。今年3月，國網公司出臺構建新型電力系統、加快抽水蓄能開發(fā)建設的六項重大舉措，對加快抽水蓄能開發(fā)建設作出了一系列重大部署。國網新源公司作為國網公司集約化、專業(yè)化開發(fā)建設運營抽水蓄能電站的平臺企業(yè)，目前，運行抽水蓄能電站21座，容量2122萬千瓦；在建抽水蓄能電站30座，容量4218萬千瓦；開展可研和預可研抽水蓄能項目超3000萬千瓦。榮獲國家優(yōu)質工程金獎、中國建設工程魯班獎等重要獎項10余項，在抽水蓄能領域積累了豐富的經驗，為促進行業(yè)持續(xù)健康高質量發(fā)展作出了創(chuàng)新探索。
強化智慧化管控、機械化施工、標準化建設，工程建設取得了一批重要成果。
抽水蓄能電站建設不同于常規(guī)水電站和火電廠建設，施工工藝復雜，現場人員多，建設周期長，地下洞室群、斜豎井、高邊坡、深基坑等施工作業(yè)風險高、難度大，安全優(yōu)質開展電站建設挑戰(zhàn)巨大。新源公司成立之初，我國抽水蓄能處于規(guī)模化發(fā)展初期，建設標準尚不完善，設計精益化程度不高。施工隊伍專業(yè)化水平低，施工裝備、技術都相對落后。關鍵機電設備被國外少數公司壟斷，大量設備依靠進口。國網新源公司積極應對抽水蓄能建設的復雜艱巨形勢，深入研究探索抽水蓄能建設管控特點，主動吸收引進先進技術和管理理念，秉承“安全第一、質量為本”的理念，逐步構建了具有新源特色的建設管控體系，實現了安全、質量、進度、造價、技術和綜合“5+1”專業(yè)化管控。
在標準化建設方面，首次在國內水電行業(yè)提出標準化設計、設備和造價理念，編制出版了抽水蓄能電站10個通用設計分冊、7個通用設備分冊和5個通用造價分冊，率先完成通用標準體系建設，并在公司抽蓄項目建設中廣泛應用，工程設計質效和本質安全水平得到有效保證。積極推廣標準施工工藝和安全文明施工設施標準化建設，編制出版了涵蓋4個專業(yè)71項標準施工工藝的《施工工藝示范手冊》，全面推廣清水混凝土、鋼制大模板等外觀一次成形工藝，工藝質量得到有效提升，充分展現了抽水蓄能電站“工業(yè)之美”。
在施工技術方面，積極推進機械化施工工藝，在國內首次引入并成功應用推廣TBM施工技術，隧洞掘進速度和開挖質量得到顯著提高，作業(yè)環(huán)境得到顯著改善。目前，小斷面TBM在文登項目的試點工作取得良好成效，開始在公司抽蓄項目全面推廣應用。大斷面平洞TBM、斜井TBM、可變徑TBM和豎井SBM等系列設備應用試點和TBM施工洞室支護方案、定額編制等配套研究工作正在有序開展。針對抽水蓄能電站輸水隧洞布置特點，創(chuàng)新應用高精度定向鉆結合反井鉆進行陡傾角、長斜井開挖施工，樹立了斜井施工新標桿。積極應用無人駕駛振動碾、移動式邊坡支護臺車等新裝備，工程建設效率、效益和安全質量顯著提升。
在管控體系方面，以數字化轉型為契機，運用“大云物移智”等信息技術，開展基建數字化管控系統建設，打造統一、開放、共享的基建數字化管控平臺，目前已完成33個基建數字化模塊的研發(fā)和兩級部署。在項目層面全面推廣地質災害隱患衛(wèi)星遙感監(jiān)測、非接觸式灌漿監(jiān)控、施工用電智能監(jiān)控、工程安全監(jiān)測、質量驗評、試驗檢測、移動巡檢等模塊，實現項目建設關鍵環(huán)節(jié)的智能管控。在公司本部層面建設“電站群”智慧管控平臺，實現項目間交互協作和交流共享，對各項目進行安全、質量、進度、造價四個維度的分析、評價和展現，滿足公司分級管控要求。
國網新源公司建成投運了14座抽水蓄能電站，其中仙游、洪屏2座電站獲得“國家優(yōu)質工程金獎”，桐柏、瑯琊山、白蓮河、響水澗4座電站獲得“國家優(yōu)質工程獎”，宜興、泰山等電站獲得“中國建筑工程魯班獎”，仙居、洪屏電站獲得“中國安裝之星”稱號，宜興電站被列入“國家改革開放35年百項經典工程”。
強化專業(yè)化、精益化、規(guī)范化運維管理，服務電網安全運行和清潔能源消納價值持續(xù)彰顯。
抽水蓄能電站采用的可逆式水泵水輪機組與常規(guī)水電機組相比，具有水頭高、容量大、轉速高、可雙向運行、過渡過程多等特點，運行控制十分復雜。電站多采用地下廠房設計，解決機組與廠房結構振動問題更是尤為困難。我國抽水蓄能電站大規(guī)模發(fā)展的歷程還相對較短，主機設備國產化時間不長，設備運行還未接受全面考驗，各類家族性的缺陷、設計不足等尚未充分暴露。隨著能源轉型發(fā)展不斷深化，我國電網結構、電源結構、供需結構和負荷結構發(fā)生深刻變化，電網靈活調節(jié)需求突出，調用方式更加靈活，對抽水蓄能生產運行提出了新的更高要求。近年來，抽水蓄能機組保持了高強度運行態(tài)勢，呈現出“兩個頻繁”（機組啟停頻繁、負荷調整頻繁）、“兩個增加”（啟動次數明顯增加、工況轉換次數明顯增加）特點，短時啟停、早高峰抽水、夜間發(fā)電、長時間旋轉備用等特殊運行工況不斷增加，個別電站單日抽發(fā)啟動甚至達到近40次，機組持續(xù)安全穩(wěn)定運行面臨極大考驗。國網新源公司積極應對確保機組安全穩(wěn)定的嚴峻挑戰(zhàn)，準確把握機組運行特點，持續(xù)加強精益運維管理，為電網穩(wěn)定運行、電力可靠供應提供堅強支撐。
在設備技術方面，通過在長期運行中的不斷總結分析，對抽蓄電站的功能和關鍵技術的研究不斷深入，在電站廠房振動、水輪機壓力脈動、轉輪關鍵性能、發(fā)電機磁極結構穩(wěn)定性的技術研究上不斷取得突破。通過6+6長短葉片等新型轉輪和機組水力設計、發(fā)電機磁極連接線結構設計改進等技術實施，大幅降低了水泵水輪機的壓力脈動，提高了發(fā)電機磁極運行可靠性，成功解決了電站廠房振動過大、低水頭并網困難和發(fā)電機轉動部件整體穩(wěn)定性不足等問題，對大型抽水蓄能機組整體設計水平、抽蓄電站廠房結構設計和校核的提高起到巨大的推進作用。
在生產管理方面，以HPMS（生產管理信息系統）為平臺，打造互聯互通的生產管控機制，加強全方位生產業(yè)務管控能力。建立本部運檢導則-電站運檢規(guī)程-現場作業(yè)文件三級運檢作業(yè)技術標準體系，確保各電站生產運行工作安全規(guī)范開展。強化設備設施綜合整治，積極推進重大設備隱患治理，及時解決風險隱患。落實設備主人制，構建從前期設計、制造、安裝到生產運行的設備全過程閉環(huán)管控機制，從源頭提升設備安全健康水平。
2020年，國網新源公司抽蓄機組啟動51594次，機組綜合利用小時數達2500小時，臺均非停次數0.34，達歷史最高水平；抽蓄機組促進新能源消納電量近200億千瓦時，占所在區(qū)域新能源消納貢獻率的6%。十三五”期間，國網新源公司抽水蓄能機組啟動成功率提升至99.95%以上，年均響應電網需求緊急啟動超過5200次，助力新能源消納超過1400億千瓦時，圓滿完成多項重大保電任務。
完善科技創(chuàng)新體制機制，加大科研投入，科技創(chuàng)新成果豐碩，推動了設備國產化和行業(yè)標準建設。
國網新源公司始終將科技創(chuàng)新擺在突出重要位置，取得了一批高質量的創(chuàng)新成果，大幅提升了公司科技軟實力和發(fā)展競爭力。
甘做抽水蓄能國產化的“試驗田”，聯合有關高校、科研院所、設計院、制造廠家等單位開展攻關，歷時十余年，在抽水蓄能水泵水輪機、發(fā)電電動機、計算機監(jiān)控系統、靜止變頻系統、調速系統、勵磁系統、繼電保護系統及調試、運行及其他輔助裝備等方面取得全面突破，組織研制了我國首臺250MW、300MW、375MW大型抽水蓄能機組成套設備，并分別在安徽響水澗、福建仙游、浙江仙居抽水蓄能電站成功實現工程應用，打破了國外壟斷，實現了我國抽水蓄能機組關鍵技術和成套設備制造業(yè)從無到有、從弱到強根本性的跨越，顯著提升了中國高端裝備制造業(yè)的自主創(chuàng)新能力和國際競爭力。2021年5月30日，吉林敦化抽水蓄能電站首臺機組正式投運，填補了我國自主研制700米以上高水頭抽水蓄能運行機組的空白。
持續(xù)強化頂層布局，建立了專業(yè)技術委員會和可再生能源定額站抽水蓄能分站，成立了中電聯抽水蓄能標準化技術委員會，設立公司抽水蓄能技術經濟研究院。圍繞“卡脖子”問題，加速關鍵核心技術攻關，累計獲得省部級或行業(yè)科學技術獎110余項，取得專利授權2101項（其中發(fā)明專利270項）。加強技術標準布局，共承擔或參與制定、修訂國際標準2項，國家標準26項，行業(yè)、團體、國網等標準131項，逐步引領國內抽水蓄能行業(yè)技術方向。
堅持規(guī)劃引領，深化改革創(chuàng)新，推動抽水蓄能行業(yè)科學有序高質量發(fā)展。
《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》堅持高標站位，科學謀劃，是引領抽水蓄能高質量發(fā)展的“及時雨”，對于助推新型電力系統建設和“雙碳”目標實現具有重大意義。抽水蓄能項目投資規(guī)模大，產業(yè)鏈條長，帶動作用強，經濟、生態(tài)、社會效益顯著。隨著國家一系列促進抽水蓄能發(fā)展的政策、規(guī)劃陸續(xù)出臺，抽水蓄能迎來了新一輪快速發(fā)展機遇，建設運營規(guī)模將持續(xù)擴大。
面向未來，需要認真總結抽水蓄能建設運行管理經驗，推動抽水蓄能科學有序高質量發(fā)展。要進一步深化抽水蓄能功能作用研究，更好地發(fā)揮價值作用。要全面把握新型電力系統特點，深入分析抽水蓄能在新型電力系統中的功能作用，充分挖掘抽水蓄能在推動能源轉型中的價值，推動抽水蓄能建設運行與電力系統變革科學匹配，與源、網、荷、儲發(fā)展有效協同，實現抽水蓄能作用和價值最大化。要進一步深化抽水蓄能建設技術創(chuàng)新，提升安全質量水平。圍繞安全、質量、工期、造價，強化建設領域技術革新，加大新技術、新設備、新工藝應用，大力推進智慧化管控、機械化施工和綠色建造。要推進先進信息通信技術、控制技術、能源技術與抽水蓄能電站建設相融合，提高電站數字化智能化水平。要進一步深化抽水蓄能技術標準研究，助力新型電力系統建設。在加快開發(fā)建設傳統抽水蓄能的同時，開展對混合式抽水蓄能、小型抽水蓄能、海水抽水蓄能等技術研究，以及新型儲能技術研究，科學認識飛輪、壓縮空氣等新型儲能技術在電力系統中的作用，做到抽水蓄能和各類儲能和靈活調節(jié)技術優(yōu)勢互補、協同發(fā)展，助力新型電力系統建設。要進一步深化抽水蓄能行業(yè)政策研究，促進行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。在抽水蓄能領域，我國先后出臺了一系列政策、規(guī)劃，促進了抽水蓄能科學有序發(fā)展。今年5月7日，《關于進一步完善抽水蓄能價格形成機制的意見》正式發(fā)布，為抽水蓄能加快發(fā)展、充分發(fā)揮綜合效益創(chuàng)造更加有利的條件。面對抽水蓄能加快發(fā)展的新形勢，要繼續(xù)加強行業(yè)政策研究和完善，為抽水蓄能行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展營造有利條件。
國網新源公司將堅決融入能源轉型發(fā)展大局，充分發(fā)揮抽水蓄能建設運營管理優(yōu)勢，落實好國電公司加快發(fā)展、開放發(fā)展各項部署，當好抽水蓄能開發(fā)建設的“主力軍”，全力構建合作共贏的“生態(tài)圈”，為推動抽水蓄能高質量發(fā)展，服務新型電力系統建設，實現“雙碳”目標作出積極貢獻。（作者系國網新源控股有限公司經濟法律部主任謝勇剛）
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