觀察員
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水電設備皇冠上的明珠，東方電機拿下
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李煥宇力量與榮耀
最后更新: 2021-06-22 14:09:48導讀黑麋峰抽水蓄能電站是湖南第一座也是唯一一座在運的抽水蓄能電站，全部采用國外公司技術和設計方案，是我國發電設備企業通過“打捆招標”引進國外技術的典型機組。
自2010年投運以來，機組一直存在諸多穩定性問題，尤其是4號機組的“特定水頭限負荷運行”問題十分突出。
為保障安全運行，2017年4號機組改造工程啟動。2020年12月，東方電機在多個關鍵技術領域進行了大膽創新，將自主研制的世界首臺6+6長短葉片轉輪應用于4號機組，解決了機組過渡過程特性和非同步導葉并網問題，以及相位共振及動靜干涉引起的振動超標和異常噪聲等一系列問題，成功完成國產化改造。
【文/觀察者網 李煥宇 編輯/周遠方】提起水電，宏偉的大壩、龐大的發電機組，無疑是很多人的第一印象，但在水電設備領域，這些還不是最難搞的。
該領域“皇冠上的明珠”屬于抽水蓄能機組，由于體積大、轉速高，在精度和壽命上的要求也極為苛刻，它成了水力發電行業最復雜、最難啃的“硬骨頭”。
長龍山抽水蓄能電站發電電動機轉子 圖片來源：東方電機
近期，觀察者網受邀參觀了我國抽水蓄能機組領域的龍頭企業——東方電機。據他們通報，6月10日，20余家單位及專家參加了單機容量300兆瓦的黑麋峰中低水頭（注：水位落差）抽水蓄能機組國產化改造技術成果總結暨專家鑒定會，一致認定該機組技術國產化改造升級項目整體技術處于國際領先水平。這是我國首次由國內廠家成功改造國外廠家設計的機組，樹立了該型機組技術國產化的典范。
負責本次改造的東方電氣下屬企業東方電機公司表示，大力發展抽水蓄能電站已成為支持新能源發展，打造安全可靠電力系統的全球共識，我國的抽水蓄能電站還會有更大的發展空間。
抽水蓄能，技術最成熟、應用最廣泛的儲能技術
抽水蓄能是利用電力負荷低谷時的電能抽水至上水庫，在電力負荷高峰期再放水至下水庫發電的技術，可承擔電網調峰、調頻、調相、空載和事故備用等任務。其最早的應用可以追溯到1890年代的瑞士和意大利，目前應用最多的可逆式機組最早出現在1930年代。
據東方電機研究試驗中心主任兼技術管理部部長梁權偉介紹，作為全球應用最廣的儲能技術，抽水蓄能有著存儲容量大、循環效率高、負荷響應快、使用壽命長、技術成熟度高的優點。目前，全球范圍內超過97%的能量存儲是通過抽水蓄能的方式實現的，以日本、美國和歐洲等國為代表的發達國家的抽水蓄能裝機容量占全世界抽水蓄能總裝機容量的70%左右。
世界單機容量最大的美國巴斯縣抽水蓄能電站上水庫 圖片來源：布里斯托爾先驅報
具體而言，論儲存容量，世界單機容量最大的抽蓄機組是美國巴斯縣電站，達到500MW（兆瓦）；我國在建的河北豐寧抽水蓄能電站總裝機容量3600MW，竣工后將成為世界最大的抽蓄電站。抽蓄電站的滿載儲能/發電時間一般都能達到6~10h，甚至更多。
這一容量要遠大于絕大多數儲能技術。東方電機專家何啟源向觀察者網表示，一般大型抽水蓄能電站總容量都在1000MW以上，如果化學儲能電站想要達到抽水蓄能電站的水平，至少需要15~20萬平方米的面積。
正在建設的豐寧抽水蓄能電站 圖片來源：河北日報
論循環效率，抽蓄機組的儲放循環效率通常在75%~85%范圍內。國外的成熟技術普遍能達到80%及以上，即所謂的“5度換4度”；國內早期投運的機組一般在75%左右，即所謂“4度換3度”。隨著近年來的技術進步，我國新研發制造的機組普遍都能達到80%以上。像江西洪屏抽蓄電站達到84%，浙江桐柏、湖南黑麋峰等幾個抽蓄電站機組循環效率均能達到83%。
論技術成熟度，抽蓄是世界上發展最為成熟、工程應用最為廣泛的儲能技術。美國能源部曾用NASA開發的技術成熟度評估模型（TRA）對現行的各種儲能技術的成熟度進行了評估。1級表示一項技術的基本原理或規律剛剛被發現，9級表示一項技術已經在現實當中得到成功應用和驗證。抽水蓄能在評估結果中穩居最高的第9級，擁有最高等級的技術成熟度和可靠性。
- 責任編輯: 李煥宇
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