抽水蓄能電站被形象地稱為“充電寶”，而抽蓄機(jī)組便是這個(gè)“充電寶”的“心臟”。位于四川德陽的東方電機(jī)作為專門制造電站“心臟”的“大拿”，其300兆瓦容量等級(jí)抽水蓄能機(jī)組入列天府大道科創(chuàng)走廊十大科技成果之一。

“充電寶”的“心臟”

在山上山下建設(shè)兩個(gè)水庫(kù)，在用電低谷時(shí)，用富余的電把山下的水抽到上水庫(kù)，將電能轉(zhuǎn)化為水的勢(shì)能；在用電高峰時(shí)放水發(fā)電，將水的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能，這就是抽水蓄能電站。

“抽水蓄能電站相當(dāng)于一個(gè)巨型‘充電寶’，在用電低谷時(shí)將電力儲(chǔ)存起來，等到用電高峰時(shí)再釋放，它可將用電低谷時(shí)的多余電能，轉(zhuǎn)變?yōu)橛秒姼叻鍟r(shí)的高價(jià)值電能。” 東方電機(jī)研發(fā)中心黨委書記何啟源說，相比風(fēng)能、光能，抽水蓄能受到自然環(huán)境的制約更少，更方便我們掌控電力的存儲(chǔ)和使用。

“充電寶”的關(guān)鍵裝備則是抽水蓄能機(jī)組。何啟源介紹，它的主要功能是集發(fā)電與抽水兩種功能于一體，在電力負(fù)荷出現(xiàn)低谷時(shí)作水泵運(yùn)行，進(jìn)行蓄能；在電力負(fù)荷出現(xiàn)高峰時(shí)作水輪機(jī)運(yùn)行，進(jìn)行發(fā)電。

正是有了這個(gè)“心臟”，才讓電站正常運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)揮著調(diào)峰、填谷、儲(chǔ)能及調(diào)頻、調(diào)相等功能，對(duì)提升電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)起到關(guān)鍵作用。

實(shí)現(xiàn)“心臟”國(guó)產(chǎn)化的“第一人”就是東方電機(jī)，其完全自主研制的首個(gè)抽水蓄能機(jī)組是400米水頭段、300兆瓦級(jí)高水頭大容量抽水蓄能機(jī)組，用于福建仙游抽水蓄能電站，該電站于2013年12月投產(chǎn)發(fā)電。

“這是我國(guó)首個(gè)國(guó)產(chǎn)化的機(jī)組，實(shí)現(xiàn)了大型抽蓄機(jī)組總體研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造和調(diào)試的技術(shù)突破，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)高水頭國(guó)產(chǎn)化抽水蓄能機(jī)組的空白，具有重大意義。該電站獲得國(guó)內(nèi)抽蓄建設(shè)史上首個(gè)‘國(guó)家優(yōu)質(zhì)工程金獎(jiǎng)’。” 何啟源說。

歷時(shí)10余年走出國(guó)產(chǎn)化道路

國(guó)產(chǎn)化總體上歷經(jīng)兩個(gè)階段，一個(gè)是分包制造階段，相對(duì)比較簡(jiǎn)單，因?yàn)樗恍枰约涸O(shè)計(jì)，只需要按照合作方的設(shè)計(jì)進(jìn)行加工制造，就能實(shí)現(xiàn)。另一階段是核心技術(shù)的完全掌握及知識(shí)產(chǎn)權(quán)的自主化，這就非常難。

“自主化是工作原理上的設(shè)計(jì)，涉及機(jī)組運(yùn)行參數(shù)、絕緣體系設(shè)計(jì)等。”何啟源說，就像建房子，照著圖紙施工很容易，但是如何把房子設(shè)計(jì)好，確定各個(gè)尺寸和各種材料的組合應(yīng)用就很考技術(shù)。

為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，東方電機(jī)用了10余年時(shí)間，最終研發(fā)出具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的300兆瓦容量等級(jí)抽水蓄能機(jī)組，該機(jī)組擁有效率高、穩(wěn)定性好、可靠性高、壽命長(zhǎng)、免維護(hù)等技術(shù)特點(diǎn)。

“一旦掌握了自主化，就可以舉一反三，也為后面研發(fā)各種抽水蓄能機(jī)組奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。”何啟源說，“可以根據(jù)不同的水頭，設(shè)計(jì)出參數(shù)更優(yōu)的機(jī)組。”

在抽水蓄能領(lǐng)域，東方電機(jī)是國(guó)內(nèi)首個(gè)同時(shí)具備抽水蓄能機(jī)組研制和調(diào)試能力的發(fā)電設(shè)備制造企業(yè)，機(jī)組研發(fā)能力覆蓋40兆瓦至425兆瓦，水頭涵蓋63米至756米。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化管理。

根據(jù)地形特點(diǎn)，目前東方電機(jī)重點(diǎn)推廣400-600m水頭段/300MW容量等級(jí)/428.6r/min(500r/min)典型抽水蓄能機(jī)組的應(yīng)用。 何啟源說，該機(jī)型在實(shí)際中運(yùn)用最多，是經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的電力系統(tǒng)中最成熟、經(jīng)濟(jì)、低碳、安全的調(diào)節(jié)電源。

隨著雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)的制定，以及《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書》的正式發(fā)布，抽水蓄能機(jī)組以綠色低碳提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，維護(hù)電網(wǎng)穩(wěn)定等特點(diǎn)將迎來快速發(fā)展。