豐蓄電站：世界最大“超級充電寶”

　　這是在建的世界最大抽水蓄能電站——豐寧抽水蓄能電站。12台總裝機容量360萬千瓦機組陸續投用後，將超過裝機容量300萬千瓦的美國巴斯康蒂抽水蓄能電站。 河北日報記者 田 明攝

　　這是在建的世界最大抽水蓄能電站——豐寧抽水蓄能電站。12台總裝機容量360萬千瓦機組陸續投用後，將超過裝機容量300萬千瓦的美國巴斯康蒂抽水蓄能電站。 河北日報記者 田 明攝

　　海拔1500多米的山巔上，120多米大壩高聳，圍穀成庫;山體內
，80多條功能各異的地下洞室群，縱橫交錯、上下連通;山腳下
，攔沙壩、攔河壩梯次矗立，滔滔灤河濾沙蓄水出平湖……

　　這是在建的世界最大抽水蓄能電站——豐寧抽水蓄能電站。12台總裝機容量360萬千瓦機組陸續投用後，將超過裝機容量300萬千瓦的美國巴斯康蒂抽水蓄能電站。

　　這是保障電網安全的“最後一根火柴”——將為2022年北京冬奧會和京津及冀北地區電網安全運行加裝穩定器、調節器。

　　這是一個“超級充電寶”——每年可消納過剩電能88億千瓦時，年發電量66.12億千瓦時，年可節約標準煤48.08萬噸
，可減少碳排放120萬噸，相當於造林24萬餘畝。

　　數百台大型機械轟鳴，3000多名建設者日夜奮戰，豐寧抽水蓄能電站(以下簡稱“豐蓄電站”)已進入土建施工高峰與機電安裝高峰疊加期。

　　“最後一根火柴”保障電網安全

　　近日，記者沿山路而上，穿過三處隧道
，就來到豐蓄電站下水庫進出水口。山壁之下
、壩體之上，數十名身穿棉衣的建設者正為安裝完畢的閘門修建廠房。

　　不同於傳統水電站的攔河築壩、蓄水發電，抽水蓄能電站由上下兩個水庫組成。

　　遠山之巔，一座座風力發電機源源不斷把風能轉化為電能。“對於電網來說，風電是‘不穩定’電源。”國(guo)網(wang)新(xin)源(yuan)河(he)北(bei)豐(feng)寧(ning)抽(chou)水(shui)蓄(xu)能(neng)有(you)限(xian)公(gong)司(si)副(fu)經(jing)理(li)馬(ma)雨(yu)峰(feng)介(jie)紹(shao)
，張(zhang)承(cheng)壩(ba)上(shang)地(di)區(qu)是(shi)我(wo)省(sheng)千(qian)萬(wan)千(qian)瓦(wa)級(ji)風(feng)電(dian)基(ji)地(di)

，但(dan)受(shou)自(zi)然(ran)條(tiao)件(jian)製(zhi)約(yue)
，無(wu)法(fa)根(gen)據(ju)用(yong)電(dian)峰(feng)穀(gu)擇(ze)機(ji)發(fa)電(dian)，隨(sui)之(zhi)產(chan)生(sheng)大(da)量(liang)過(guo)剩(sheng)電(dian)能(neng)無(wu)處(chu)消(xiao)納(na)。

　　抽水蓄能電站在用電低穀時
，用過剩電力將水從下水庫抽到上水庫儲存起來，在用電高峰時將水從上水庫放至下水庫發電。“一抽一送，低穀過剩電能就轉換為高峰優質電能。”馬雨峰說。

　　配套千萬千瓦級風電基地，豐寧滿族自治縣永利村的灰窯子溝群山，成為建設抽水蓄能電站的絕佳之地。

　　“四周山高百米，隻需修築一道大壩，便能形成流域麵積4.4平方公裏
、庫容4814萬立方米的水庫。”馬雨峰說，經過反複論證設計，2013年5月，豐蓄電站工程正式開工。

　　拇指粗的鋼筋林立，電焊火花四射。地下廠房內，機組環蝸殼安裝進入衝刺階段。按照計劃
，2021年6月，首台機組將正式投用，剩餘11台機組將以每4個月一台的頻率陸續上崗。

　　豐蓄電站位於京津冀腹地，距離北京和張家口直線距離均為100多公裏，為冬奧會輸送清潔能源及保證賽事用電安全，被列為首要任務。

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，配(pei)置(zhi)著(zhe)風(feng)電(dian)和(he)太(tai)陽(yang)能(neng)發(fa)電(dian)清(qing)潔(jie)電(dian)源(yuan)，係(xi)統(tong)具(ju)有(you)孤(gu)網(wang)運(yun)行(xing)能(neng)力(li)，而(er)電(dian)網(wang)能(neng)否(fou)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)，豐(feng)蓄(xu)電(dian)站(zhan)扮(ban)演(yan)著(zhe)關(guan)鍵(jian)作(zuo)用(yong)。

　　相比火電、核電機組，豐蓄電站發電機組有個獨門“絕活”——黑啟動。“在電網發生異常情況時，蓄能機組可在3到5分鍾內迅速響應，為斷電區域提供電能，將成為‘電網最後一根火柴’。”陳磊說，該能力將為冬奧會和京津及冀北地區電網安全運行提供保障。

　　據介紹
，豐蓄電站還將在國內首次安裝兩台變速機組降低對電網衝擊力，填補我國在變速機組建設、運行和管理方麵的空白。

　　降服“流沙河”建設千年工程

　　在下水庫大壩上俯視
，波光粼粼的水麵猶如銀鏡，但在建設者眼裏

，這裏卻是充滿挑戰的“流沙河”。

　　“下水庫是在原豐寧水庫基礎上修建的。”馬雨峰說，由於上遊生態脆弱，水土流失嚴重，豐寧水庫自2000年11月18日下閘蓄水至2008年11月，水庫總淤積量達1366萬立方米，年均入庫沙量為171萬立方米
，總庫容損失率為24.3%。

　　如不解決泥沙問題，庫容4100多萬立方米的下水庫

，24年後將被填平。同時，平均每立方米9.43公斤的含沙量
，也將對機組造成嚴重磨損
，大大降低使用壽命。

　　為降服“流沙河”

，豐蓄電站委托武漢大學、中(zhong)國(guo)水(shui)科(ke)院(yuan)開(kai)展(zhan)了(le)泥(ni)沙(sha)淤(yu)積(ji)數(shu)學(xue)模(mo)型(xing)技(ji)術(shu)和(he)物(wu)理(li)模(mo)型(xing)實(shi)驗(yan)。通(tong)過(guo)分(fen)析(xi)對(dui)比(bi)
，確(que)定(ding)了(le)在(zai)原(yuan)豐(feng)寧(ning)水(shui)庫(ku)庫(ku)尾(wei)設(she)置(zhi)攔(lan)沙(sha)壩(ba)及(ji)泄(xie)洪(hong)排(pai)沙(sha)設(she)施(shi)


，將(jiang)庫(ku)區(qu)分(fen)成(cheng)攔(lan)沙(sha)庫(ku)和(he)蓄(xu)能(neng)專(zhuan)用(yong)下(xia)水(shui)庫(ku)兩(liang)部(bu)分(fen)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。

　　“需要蓄水時
，先打開泄洪排沙洞閘門，河水中的泥沙沉澱後，再打開泄洪道閘門
，河水流入下水庫。”馬雨峰說，加上無閘泄洪道、導沙明渠等設施，可保障發電用水幾乎沒有泥沙。

　　據介紹
，作為我國抽水蓄能電站中泄洪排沙建築物布置最複雜的下水庫，在通過“蓄清排渾”方式解決泥沙問題的同時
，還將下泄洪水能力提高到2000年一遇。

　　“岩石上繡花”雕琢地下城堡

　　開車沿寬敞地下交通道行駛1公裏多，一處長414米
、高54.5米、寬25米的巨大洞室映入眼簾。不久後，12台機組將被安裝在這裏。作為國內抽水蓄能電站中麵積最大廠房，這裏可同時停放11架波音737客機。

　　看著上方不停吊裝各類機械設備的大型吊車，國網新源河北豐寧抽水蓄能有限公司工程部主任劉雙林難掩興奮：“開挖地下廠房並不難，難的是在洞壁上雕刻出用於安裝吊車的岩錨梁。”

　　岩(yan)錨(mao)梁(liang)又(you)稱(cheng)岩(yan)壁(bi)吊(diao)車(che)梁(liang)

，是(shi)利(li)用(yong)一(yi)定(ding)深(shen)度(du)的(de)注(zhu)漿(jiang)長(chang)錨(mao)杆(gan)將(jiang)鋼(gang)筋(jin)混(hun)凝(ning)土(tu)梁(liang)牢(lao)牢(lao)地(di)錨(mao)固(gu)在(zai)岩(yan)石(shi)上(shang)，通(tong)過(guo)長(chang)錨(mao)杆(gan)和(he)岩(yan)石(shi)壁(bi)麵(mian)摩(mo)擦(ca)力(li)將(jiang)吊(diao)車(che)載(zai)荷(he)傳(chuan)到(dao)岩(yan)體(ti)上(shang)。與(yu)普(pu)通(tong)的(de)現(xian)澆(jiao)梁(liang)相(xiang)比(bi)，它(ta)不(bu)設(she)立(li)柱(zhu)，而(er)是(shi)懸(xuan)空(kong)嵌(qian)於(yu)岩(yan)壁(bi)，如(ru)“岩石之肩”，是整個引水發電係統的核心控製工程。岩錨梁開挖一直是業內難題，被比作“雕刻藝術”和“岩石上繡花”。

　　“這是我見過的施工難度最大的岩錨梁。”劉雙林說
，這裏山體內部結構非常複雜
，裂隙平均每30厘米出現一組，並且呈兩個走向
，爆破開挖時，岩石極易發生碎裂。

　　如何讓不規則的岩壁支撐起上千噸重的鋼筋混凝土梁，可吊裝3000多噸的巨型機組?建設者們迎難而上。

　　經jing過guo反fan複fu試shi驗yan，劉liu雙shuang林lin和he同tong事shi們men對dui炮pao孔kong位wei置zhi和he用yong藥yao量liang進jin行xing精jing心xin計ji算suan，摸mo索suo出chu分fen區qu分fen段duan微wei差cha爆bao破po的de輪lun廓kuo控kong製zhi爆bao破po技ji術shu，並bing在zai國guo內nei首shou次ci采cai用yong玻bo璃li纖xian維wei錨mao杆gan預yu固gu結jie、在斜台雙向光爆中嚐試PVC管代替傳統竹片的間隔裝藥方式。同時測算出混凝土澆築溫度須控製在18℃以下、穿插支護等新技術新方法。

　　經過110天的奮戰，平均半孔率93%以上，單元評定優良率94%，一條成型精美、線條流暢的岩錨梁，順利開挖完成，工期縮短2個多月，為明年首台機組投用奠定了基礎。(河北日報記者 李建成 陳寶雲)