由中国电建设计施工的河北丰宁抽水蓄能电站，将为北京冬奥会实现100%绿色电能供应提供可靠保障
□ 钟洪明 李俊敏
2021年12月30日，由中国电建设计施工的世界最大抽水蓄能电站——河北丰宁抽水蓄能电站首批机组正式投产发电，将为北京冬奥会历史上首次实现100%绿色电能供应提供可靠保障。
该项目总装机容量360万千瓦，分两期开发，同期建设，一二期各180万千瓦，被誉为世界最大的“充电宝”和抽蓄电站领域的“百科全书”。电站枢纽建筑物主要由上水库、下水库、输水系统、地下厂房及开关站组成，共安装12台单机容量为30万千瓦的单级混流可逆式水泵水轮发电电动机组。其中两台为变速机组。
丰宁电站建设创造了抽水蓄能电站四项“第一”：装机容量世界第一。共安装12台30万千瓦单级可逆式水泵水轮发电电动机组，总装机360万千瓦，为世界抽水蓄能电站之最。储能能力世界第一。12台机组满发利用小时数达10.8小时，是华北唯一具有周调节性能的抽水蓄能电站。地下厂房规模世界第一。地下厂房单体总长度414米，高度54.5米，跨度25米，是最大的抽水蓄能地下厂房。地下洞室群规模世界第一。丰宁电站地下洞室多达190条，总长度50.14千米，地下工程规模庞大。
中国电力建设集团有限公司（以下简称“中国电建”）旗下有8家成员企业参加了工程建设。其中，北京院承担了勘测设计工作，水电三局承担了引水系统及金属结构安装，水电七局、水电十四局承担了地下厂房工程，水电三局、水电七局联合体承担了机电安装，华东院承担了工程监理工作，西北院承担了安全监测和土建试验，成都院和中南院承担了物探检验检测工作。
项目一二期工程分别于2013年5月29日、2015年9月23日开工建设。建设过程中，中国电建设计施工团队践行“两山”理论，积极建设环境友好型抽水蓄能电站典范，最大限度保护现有自然生态，通过景观表现传承和延伸草原电站文化，提升电站整体视觉效果。设计方北京院推动采用交流励磁变速机组，配合张北柔性直流电网实现孤网运行，填补了国内水电行业空白；水电三局在斜井导井开挖中，在国内抽水蓄能行业率先采用定向钻精确开孔，反井钻反拉形成导井施工技术，出钻点偏差在50厘米以内，达到世界先进水平；水电七局在地下厂房顶拱支护中，采用主动防护网倒挂方式加强支护，开创了国内水电先例，确保了厂房稳定和后续施工安全，成功解决了超大规模地下洞室群稳定问题；水电三局水电七局联合体推广使用布料机浇筑机组混凝土，使用BIM软件进行电缆敷设，在我国抽水蓄能行业尚属首次。
该电站建设实现了三个“首次”。首次实现抽蓄电站接入柔性直流电网。电站接入张北柔直换流站，发挥负荷调节和区域稳定协调控制作用，有效实现新能源多点汇集、风光储多能互补、时空互补、源网荷协同，支撑具有网络特性的直流电网高可靠高效率运行。首次在国内采用大型变速抽水蓄能机组技术。电站二期工程采用两台交流励磁变速机组，与传统定速机组相比，具有水泵功率有效调节、运行效率更高、调度更灵活等优越性。首次系统性攻克复杂地质条件下超大型地下洞室群建造关键技术，为今后抽蓄大规模开发建设提供了技术保障和工程示范。
作为京津冀电网的主要调节电源，具有调峰、调频、调相、储能、系统备用和黑启动等“六大功能”，被誉为托起京津冀能源电力转型的“金钥匙”，是该区域电网构建以新能源为主体的新型电力系统的关键所在。电站的建设对于确保电网安全、促进新能源消纳、促进首都经济圈生态环境保护、助力实现碳达峰碳中和目标具有重要意义。
据了解，丰宁抽水蓄能电站12台机组将于2024年全部实现投产发电，每年可消纳过剩电能87亿千瓦时，年发电量62.88亿千瓦时，可满足260万户家庭一年的用电，年节约标准煤48万吨，减少碳排放120万吨，相当于造林24万余亩。
评论