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一、歷史發(fā)展
抽水蓄能的大規(guī)模發(fā)展，得益于雙碳目標(biāo)的提出及新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建，從裝備研制的角度來(lái)講，中國(guó)的抽水蓄能發(fā)展可以分為三個(gè)階段。
技術(shù)引進(jìn)階段
起步于早期的十三陵、廣蓄的前期研究，白山、回龍、青松的合作制造，技術(shù)引進(jìn)的惠州、寶泉、白蓮河，消化吸收的黑糜峰、蒲石河等。
自主研制階段
國(guó)內(nèi)第一個(gè)全國(guó)產(chǎn)化的響水澗，第一個(gè)獨(dú)立成套的溧陽(yáng)，以及自主研制的仙居，深蓄等。
創(chuàng)新提升階段
以國(guó)內(nèi)制造廠為主，開(kāi)辟了國(guó)內(nèi)抽水蓄能裝備制造的快車道，代表項(xiàng)目有荒溝、敦化、豐寧、文登、周寧、長(zhǎng)龍山、梅州一期、陽(yáng)江等項(xiàng)目，尤其近年來(lái)的模型轉(zhuǎn)輪同臺(tái)對(duì)比及真機(jī)投產(chǎn)性能對(duì)比，也彰顯了國(guó)內(nèi)裝備制造廠商邁向了高質(zhì)量發(fā)展之路。
二、裝備制造行業(yè)情況
目前，從國(guó)內(nèi)裝備制造具備投標(biāo)資格的廠家來(lái)看，主要有6家，哈電、東電、福伊特、GE、東芝、安德里茨。國(guó)內(nèi)廠家在近年來(lái)的抽水蓄能項(xiàng)目上占據(jù)了近90%的市場(chǎng)份額，同時(shí)也回饋給用戶高品質(zhì)投運(yùn)的機(jī)組。
三、抽水蓄能機(jī)組未來(lái)發(fā)展技術(shù)路線
經(jīng)過(guò)近二十年的高質(zhì)量發(fā)展，中國(guó)抽水蓄能機(jī)組裝備制造水平持續(xù)躍升、制造成就令人矚目，能夠承擔(dān)單機(jī)容量50MW至425MW的抽水蓄能機(jī)組的設(shè)計(jì)和制造，水頭范圍從50m覆蓋到800m，轉(zhuǎn)輪直徑最大可達(dá)6m，轉(zhuǎn)速?gòu)?00r/min到750r/min，實(shí)現(xiàn)了單級(jí)水泵水輪發(fā)電機(jī)組水頭全覆蓋、轉(zhuǎn)速全覆蓋、容量全覆蓋，為“雙碳目標(biāo)”的實(shí)施提供強(qiáng)有力的裝備制造支持。
哈電集團(tuán)首席科學(xué)家覃大清總提出了關(guān)于抽水蓄能機(jī)組技術(shù)的未來(lái)發(fā)展的幾個(gè)方向，總結(jié)起來(lái)主要體現(xiàn)在5個(gè)方面：“高、低、寬、大、變”。
高水頭（最高揚(yáng)程超過(guò)800m）、高海拔；低水頭（300m以下，甚至100m以下）；寬水頭變幅（最高揚(yáng)程和最小水頭的比值超過(guò)統(tǒng)計(jì)值）、寬負(fù)荷（機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行范圍加寬）；大容量（單機(jī)容量超過(guò)400MW），大直徑（轉(zhuǎn)輪直徑超過(guò)5m甚至6m以上）；可變速（交流勵(lì)磁變頻、全功率變頻），目前國(guó)內(nèi)尚未有投運(yùn)的大型可變速機(jī)組，豐寧二期處于調(diào)試階段，中洞、肇慶、泰安二期處于研制階段。
四、產(chǎn)能分析
現(xiàn)在來(lái)調(diào)研的項(xiàng)目單位，最關(guān)心的就是國(guó)內(nèi)廠家能不能生產(chǎn)出來(lái)、能不能按期交付甚至提前交付。那么就以哈電的產(chǎn)能分析為例：
目前，哈電具備年產(chǎn)30臺(tái)套的抽水蓄能制造能力。正在執(zhí)行抽水蓄能合同17個(gè)，機(jī)組68臺(tái)，將在2023至2027年進(jìn)行交付。一般情況下，合同簽訂后14個(gè)月左右交第一批埋件，第一臺(tái)機(jī)組全部供貨在36個(gè)月左右。按現(xiàn)有合同，哈電平均每年要交付17臺(tái)左右機(jī)組，以哈電目前30臺(tái)的年產(chǎn)能，是一點(diǎn)問(wèn)題也沒(méi)有的。
行業(yè)中比較關(guān)心的2028至2030年抽水蓄能投產(chǎn)發(fā)電高峰年機(jī)組供貨的保障措施：
目前，哈電考慮在如下幾個(gè)方面提升抽水蓄能設(shè)備供貨產(chǎn)能：
1.哈電集團(tuán)響應(yīng)國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略需求，投資在哈爾濱本部和江蘇鎮(zhèn)江進(jìn)行數(shù)字化智能化抽水蓄能擴(kuò)產(chǎn)（附圖），將在2025年形成產(chǎn)能，達(dá)產(chǎn)后將具備年產(chǎn)不低于自主研制50臺(tái)套抽水蓄能機(jī)組的交付能力。
抽水蓄能先進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)再造建設(shè)項(xiàng)目-本部
抽水蓄能先進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)再造建設(shè)項(xiàng)目-鎮(zhèn)江
2.充分考慮裕度，在本部及鎮(zhèn)江還留有一定擴(kuò)產(chǎn)空間，根據(jù)未來(lái)抽水蓄能發(fā)展需要，可進(jìn)一步擴(kuò)產(chǎn)，再增加10臺(tái)產(chǎn)能能力。
3.適當(dāng)利用社會(huì)外委外擴(kuò)資源，在保證同質(zhì)化管理前提下，產(chǎn)能會(huì)進(jìn)一步提升。
4.常規(guī)水電和火電產(chǎn)能將逐步萎縮，機(jī)加設(shè)備完全可以用于抽水蓄能進(jìn)一步擴(kuò)產(chǎn)，再增加10臺(tái)交付能力。
據(jù)悉，其他裝備制造廠家也在多種渠道擴(kuò)產(chǎn)，在均衡機(jī)組高峰投產(chǎn)前提下，我們預(yù)期，未來(lái)可以具備年產(chǎn)120臺(tái)套抽水蓄能機(jī)組的能力。
五、幾點(diǎn)思考
1）瓶頸在哪
行業(yè)個(gè)別觀點(diǎn)認(rèn)為，抽水蓄能大發(fā)展的瓶頸在裝備制造產(chǎn)能，其實(shí)這個(gè)瓶頸的破解之法已逐步明確，國(guó)家政策導(dǎo)向、抽水蓄能如何更好的與風(fēng)光一體化、特高壓建設(shè)、各省的需求及兩部制電價(jià)的疏導(dǎo)、裝備制造的原材料、勘測(cè)設(shè)計(jì)、機(jī)電安裝是需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。
2）標(biāo)準(zhǔn)化
抽水蓄能大發(fā)展提倡在機(jī)電設(shè)備進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化工作，抽水蓄能的主機(jī)設(shè)備主要包括水泵水輪機(jī)及其附屬設(shè)備、發(fā)電電動(dòng)機(jī)及其附屬設(shè)備、進(jìn)水閥及其附屬設(shè)備。目前，水泵水輪機(jī)比較難標(biāo)準(zhǔn)化，主要體現(xiàn)在水頭、容量、轉(zhuǎn)速的不同，尤其體現(xiàn)在不同項(xiàng)目的水泵水輪機(jī)的性能要求不同，使得轉(zhuǎn)輪需要多輪研發(fā)，而轉(zhuǎn)輪葉片數(shù)、葉片型式、直徑高度都會(huì)對(duì)水泵水輪機(jī)的整體設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響；發(fā)電電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)主要和容量、轉(zhuǎn)速有關(guān)，也可以做成一定的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)；球閥可以按通徑進(jìn)行一定的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，建議以腳定鞋，裝備制造廠提出合理的性能及控制尺寸，設(shè)計(jì)單位盡力配合，這樣可進(jìn)一步節(jié)省工期。
抽水蓄能球閥
3）抽水蓄能裝備制造的系統(tǒng)集成
近年來(lái)，抽水蓄能大發(fā)展，帶動(dòng)了整個(gè)行業(yè)的發(fā)展，提倡術(shù)業(yè)有專攻，專業(yè)的人干專業(yè)的事，按照成熟的供貨模式，建議把抽水蓄能輔助設(shè)備放到主機(jī)設(shè)備當(dāng)中，不限于調(diào)速器、勵(lì)磁、SFC、計(jì)算機(jī)監(jiān)控、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、繼電保護(hù)、油氣水系統(tǒng)等，同時(shí)把大件運(yùn)輸、機(jī)組的智能運(yùn)維檢修、整組調(diào)試也都涵蓋進(jìn)來(lái)，一方面所有輔機(jī)的接口都是主機(jī)來(lái)提供，另一方面降低了內(nèi)部協(xié)調(diào)的工作量和成本，結(jié)果必定是多贏的。
4）關(guān)于設(shè)備價(jià)格
隨著火電的小陽(yáng)春、核電的熱銷，以及國(guó)際形勢(shì)的變化，導(dǎo)致設(shè)備制造的主鍛件、特殊厚鋼板、硅鋼片、銅材等原材料價(jià)格上漲，設(shè)備制造商本來(lái)就是微利，再加上項(xiàng)目概算不高或者限價(jià)的影響，主機(jī)設(shè)備價(jià)格近年來(lái)穩(wěn)中略降，尤其投標(biāo)價(jià)格對(duì)業(yè)主授標(biāo)有較大影響，設(shè)備制造的價(jià)格內(nèi)卷也時(shí)有發(fā)生。抽水蓄能機(jī)組是雙向高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)組，是吃細(xì)糧的，是電站投運(yùn)后最重要的印鈔機(jī)，應(yīng)提高合理的概算及限價(jià)，一方面會(huì)給業(yè)主提供更多高品質(zhì)的機(jī)組及配套輔助設(shè)備，另一方面，業(yè)主建設(shè)期的成本略有增加，不僅有益于容量電價(jià)的分配，更是抽水蓄能工程百年大計(jì)不能省的費(fèi)用。
5）風(fēng)險(xiǎn)提示
抽水蓄能大批量上馬需要全產(chǎn)業(yè)鏈把好質(zhì)量觀，從裝備制造的角度考慮，比如鑄鍛件的質(zhì)量性能、產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量、設(shè)備分包質(zhì)量管控、優(yōu)化合理交貨期等，同時(shí)建議有關(guān)職能部門(mén)、行業(yè)學(xué)會(huì)、投資主體、勘察設(shè)計(jì)、原材料供應(yīng)、設(shè)備制造、機(jī)電安裝調(diào)試、土建施工，不定期座談，形成行業(yè)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，用于統(tǒng)籌指導(dǎo)抽水蓄能高質(zhì)量安全可靠的發(fā)展之路。
6）促進(jìn)抽水蓄能大發(fā)展的意見(jiàn)和建議
1.國(guó)家在政策層面給予更多支持。
2.加大關(guān)鍵材料和配套部件自主化研制力度。
3.抓住抽水蓄能大發(fā)展時(shí)機(jī)，立項(xiàng)開(kāi)展關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)與國(guó)際國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)制定。
4.掌握項(xiàng)目開(kāi)工與招標(biāo)的節(jié)奏，避免產(chǎn)品短期集中交付與安裝。
5. ……
如上，不再贅述。
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