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近日，山西垣曲抽水蓄能電站作為山西能源革命綜合改革試點(diǎn)中的一項(xiàng)重點(diǎn)工程，其建設(shè)和運(yùn)營(yíng)情況備受矚目。這座電站不僅是國(guó)家水電發(fā)展“十三五”規(guī)劃的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，更是山西電網(wǎng)調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相及緊急事故備用的關(guān)鍵設(shè)施。本文將從電站的地理位置、建設(shè)背景、技術(shù)優(yōu)勢(shì)、經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)保貢獻(xiàn)等多個(gè)方面，詳細(xì)闡述山西垣曲抽水蓄能電站的重要地位和作用。
一、地理位置與建設(shè)背景
山西垣曲抽水蓄能電站位于山西省運(yùn)城市垣曲縣，具體建設(shè)在垣曲縣清水河上，距垣曲縣城直線距離約26千米，距運(yùn)城市、臨汾市直線距離分別約63千米、114千米。電站地理位置優(yōu)越，離山西電網(wǎng)南部負(fù)荷中心較近，是山西電網(wǎng)南部區(qū)域條件較好的蓄能站點(diǎn)，可就近接入500千伏桐鄉(xiāng)變電站。這一地理位置的優(yōu)勢(shì)，使得垣曲抽水蓄能電站在山西電網(wǎng)的調(diào)峰和電力存儲(chǔ)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
抽水蓄能電站的建設(shè)背景源于國(guó)家對(duì)清潔能源和能源轉(zhuǎn)型的迫切需求。在國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略的大背景下，大力發(fā)展清潔能源已成為未來的主流，尤其是光伏、風(fēng)電等新能源發(fā)電方式大有前景。然而，這些新能源電力存在不夠穩(wěn)定的問題，加之山西電網(wǎng)以火電為主，供電網(wǎng)絡(luò)中的電能無法存儲(chǔ)，系統(tǒng)調(diào)峰電源不足。因此，需要有大型儲(chǔ)能系統(tǒng)來“熨平”這種波動(dòng)，抽水蓄能電站正是解決這一問題的最成熟、最實(shí)用、最理想的大規(guī)模儲(chǔ)能方式。
二、技術(shù)優(yōu)勢(shì)與電站設(shè)計(jì)
垣曲抽水蓄能電站的技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在其抽水蓄能的工作原理和電站設(shè)計(jì)上。抽水蓄能電站的工作原理就像是一個(gè)“用水做成的巨型充電寶”，在電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)，通過抽水將系統(tǒng)難以消耗的電能轉(zhuǎn)換為勢(shì)能，實(shí)現(xiàn)“充電”過程；在負(fù)荷高峰或系統(tǒng)需要時(shí)，通過發(fā)電將勢(shì)能轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)需要的電能，實(shí)現(xiàn)“放電”。這種勢(shì)能與電能的相互轉(zhuǎn)化，在轉(zhuǎn)化過程中實(shí)現(xiàn)了電能的有效存儲(chǔ)和電力供需的動(dòng)態(tài)平衡。
電站設(shè)計(jì)上，垣曲抽水蓄能電站具有啟停時(shí)間短、調(diào)節(jié)速度快的顯著優(yōu)勢(shì)。一期項(xiàng)目通風(fēng)兼出線洞洞口位于下水庫(kù)大壩上游側(cè)約500米處，洞長(zhǎng)1275.8米，與出線上平洞、尾調(diào)通風(fēng)洞、出線下平洞、主變通風(fēng)洞、上層排水廊道相接，為主廠房、主變洞開挖的主要施工和運(yùn)輸通道，電站運(yùn)行期為廠房通風(fēng)、人員安全疏散通道以及電纜出線通道。二期項(xiàng)目位于解峪鄉(xiāng)板澗河上，規(guī)劃裝機(jī)容量120萬千瓦，安裝4臺(tái)30萬千瓦的可逆式水輪發(fā)電機(jī)組，總投資94.08億元。電站設(shè)計(jì)年發(fā)電量12億千瓦時(shí)，年抽水電量16億千瓦時(shí)，具備強(qiáng)大的電力調(diào)節(jié)和存儲(chǔ)能力。
三、經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)貢獻(xiàn)
垣曲抽水蓄能電站的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
一是節(jié)約燃料和運(yùn)行費(fèi)用。電站建成后，可有效緩解山西電網(wǎng)調(diào)峰壓力，改善大容量燃煤機(jī)組、風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行條件，節(jié)約系統(tǒng)燃料和運(yùn)行費(fèi)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一期項(xiàng)目每年可減少原煤消耗約29萬噸，減排二氧化碳約54萬噸、二氧化硫約1800噸、氮氧化物約650噸。二期項(xiàng)目建成投運(yùn)后，每年可節(jié)約原煤約111萬噸，減排二氧化碳約207萬噸，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
二是提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、安全性和穩(wěn)定性。垣曲抽水蓄能電站作為山西電網(wǎng)的重要調(diào)峰設(shè)施，其快速調(diào)節(jié)和電力存儲(chǔ)能力能夠顯著提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、安全性和穩(wěn)定性。尤其是在風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電占比逐漸提高的背景下，抽水蓄能電站的調(diào)節(jié)作用將更加凸顯。
三是推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型和節(jié)能減排。垣曲抽水蓄能電站的投入運(yùn)營(yíng)，可與華北地區(qū)風(fēng)電等新能源發(fā)電、特高壓交直流輸電配合運(yùn)行，促進(jìn)節(jié)能減排和大氣污染防治。電站的建成和運(yùn)營(yíng)，將有效降低電網(wǎng)燃煤消耗，提升新能源利用率，對(duì)推動(dòng)山西開展能源革命綜合改革試點(diǎn)，爭(zhēng)當(dāng)能源革命排頭兵，開創(chuàng)轉(zhuǎn)型發(fā)展新局面具有十分重要的意義。
四是促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。垣曲抽水蓄能電站的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，不僅為當(dāng)?shù)靥峁┝舜罅康木蜆I(yè)機(jī)會(huì)，還帶動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。電站的建設(shè)過程中，需要大量的建筑材料、機(jī)械設(shè)備和人力資源，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)注入了新的活力。同時(shí)，電站的運(yùn)營(yíng)也將為當(dāng)?shù)貛矸€(wěn)定的稅收和經(jīng)濟(jì)效益。
四、環(huán)保貢獻(xiàn)與生態(tài)紅利
垣曲抽水蓄能電站的環(huán)保貢獻(xiàn)和生態(tài)紅利主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
一是減少大氣污染。電站通過替代部分燃煤火電機(jī)組的調(diào)峰任務(wù)，減少了燃煤火電機(jī)組的運(yùn)行時(shí)間和燃料消耗，從而降低了大氣污染物的排放。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一期項(xiàng)目每年可減少二氧化硫排放約1800噸、氮氧化物排放約650噸，二期項(xiàng)目每年可減少二氧化碳排放約207萬噸，對(duì)改善空氣質(zhì)量、保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有積極作用。
二是促進(jìn)水資源合理利用。抽水蓄能電站的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，需要對(duì)水資源進(jìn)行合理利用和管理。電站通過建設(shè)上下兩個(gè)大水庫(kù)，利用上下高低的落差實(shí)現(xiàn)勢(shì)能和電能的轉(zhuǎn)化，不僅提高了水資源的利用效率，還促進(jìn)了水資源的合理配置和可持續(xù)利用。
三是推動(dòng)綠色能源發(fā)展。垣曲抽水蓄能電站作為清潔能源的重要組成部分，其建設(shè)和運(yùn)營(yíng)對(duì)于推動(dòng)綠色能源發(fā)展具有重要意義。電站的建成和運(yùn)營(yíng)，將促進(jìn)山西乃至全國(guó)清潔能源的開發(fā)利用，推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí)，為實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)貢獻(xiàn)力量。
五、電站建設(shè)與運(yùn)營(yíng)的挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)
垣曲抽水蓄能電站的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)過程中，也面臨著一些挑戰(zhàn)和困難。一是電站建設(shè)周期長(zhǎng)、投資大，需要克服資金和技術(shù)等方面的難題。二是電站運(yùn)行過程中需要保證設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要建立健全的安全管理制度和應(yīng)急預(yù)案。三是電站建設(shè)和運(yùn)營(yíng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響需要得到有效控制和治理。
針對(duì)這些挑戰(zhàn)和困難，垣曲抽水蓄能電站采取了以下應(yīng)對(duì)措施：一是加強(qiáng)資金籌措和技術(shù)研發(fā)，確保電站建設(shè)的順利進(jìn)行和技術(shù)的先進(jìn)性。二是建立健全安全管理制度和應(yīng)急預(yù)案，加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)和檢修工作，確保電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。三是加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)和生態(tài)保護(hù)工作，制定科學(xué)合理的環(huán)保措施和治理方案，降低電站建設(shè)和運(yùn)營(yíng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。
六、結(jié)語(yǔ)
山西垣曲抽水蓄能電站作為山西能源革命綜合改革試點(diǎn)中的一項(xiàng)重點(diǎn)工程，其建設(shè)和運(yùn)營(yíng)對(duì)于推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型、節(jié)能減排、促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面具有重要意義。電站通過抽水蓄能的工作原理和先進(jìn)的技術(shù)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了電能的有效存儲(chǔ)和電力供需的動(dòng)態(tài)平衡，為山西電網(wǎng)的調(diào)峰和電力存儲(chǔ)提供了有力保障。同時(shí)，電站的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)也帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)做出了積極貢獻(xiàn)。未來，隨著新能源發(fā)電占比的逐漸提高和能源轉(zhuǎn)型的深入推進(jìn)，垣曲抽水蓄能電站的作用將更加凸顯，為推動(dòng)山西乃至全國(guó)的能源革命和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)貢獻(xiàn)力量。
