近日,河南靈寶窄口抽水蓄能電站項(xiàng)目正式通過(guò)河南省發(fā)展改革委核準(zhǔn)批復(fù),標(biāo)志著這一總投資82.28億元、裝機(jī)容量1200兆瓦的國(guó)家級(jí)重點(diǎn)能源工程進(jìn)入實(shí)質(zhì)性建設(shè)階段。作為國(guó)家“十四五”能源規(guī)劃中首批核準(zhǔn)的抽水蓄能項(xiàng)目,其建設(shè)將顯著提升中原地區(qū)電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力,為河南省新能源消納、電力安全保供及“雙碳”目標(biāo)落實(shí)提供關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施保障。
項(xiàng)目規(guī)劃與技術(shù)體系:高水頭設(shè)計(jì)與工程創(chuàng)新
河南靈寶窄口抽水蓄能電站位于靈寶市五畝鄉(xiāng)境內(nèi),依托窄口水庫(kù)現(xiàn)有水利資源,采用“兩庫(kù)兩機(jī)”布局,總裝機(jī)容量1200兆瓦,安裝4臺(tái)單機(jī)容量300兆瓦的可逆式水泵水輪機(jī)組。電站由上水庫(kù)、下水庫(kù)、輸水系統(tǒng)、地下廠房及地面開(kāi)關(guān)站五大核心功能區(qū)構(gòu)成,設(shè)計(jì)年發(fā)電量15.76億千瓦時(shí),年抽水電量21億千瓦時(shí),綜合效率達(dá)75%。
在技術(shù)參數(shù)上,項(xiàng)目額定發(fā)電水頭441米,最大揚(yáng)程468米,輸水系統(tǒng)水平總長(zhǎng)度3533米,距高比8.0,均達(dá)到國(guó)內(nèi)同類(lèi)工程領(lǐng)先水平。上水庫(kù)壩頂高程設(shè)定為1278米,總庫(kù)容1080萬(wàn)立方米,通過(guò)開(kāi)挖擴(kuò)容形成;下水庫(kù)利用現(xiàn)有窄口水庫(kù),壩頂高程813米,總庫(kù)容1.08億立方米,通過(guò)增設(shè)擋水壩和泄洪設(shè)施實(shí)現(xiàn)水位調(diào)節(jié)。輸水系統(tǒng)采用“一洞四機(jī)”布置,主洞直徑7.5米,兩級(jí)斜井總落差達(dá)328米,尾水調(diào)壓室采用阻抗式結(jié)構(gòu),有效平衡水流脈動(dòng)壓力,確保機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性。
施工層面,地下廠房采用分層分塊開(kāi)挖技術(shù),最大開(kāi)挖跨度28米,高度55米,通過(guò)預(yù)裂爆破與錨噴支護(hù)工藝將圍巖變形控制在3毫米以?xún)?nèi)。機(jī)電設(shè)備選型方面,機(jī)組采用哈爾濱電機(jī)廠自主研發(fā)的300兆瓦高水頭可逆式機(jī)組,額定轉(zhuǎn)速375轉(zhuǎn)/分鐘,效率區(qū)間達(dá)92%-96%,綜合性能對(duì)標(biāo)國(guó)際先進(jìn)水平。
生態(tài)保護(hù):科學(xué)論證與全周期環(huán)境管控
項(xiàng)目建設(shè)嚴(yán)格遵循“生態(tài)優(yōu)先、最小干預(yù)”原則,在規(guī)劃階段即開(kāi)展多輪環(huán)境敏感區(qū)避讓論證。根據(jù)《河南靈寶窄口抽水蓄能電站環(huán)境影響報(bào)告書(shū)》,施工期用水總量為38.6萬(wàn)立方米,僅占靈寶市年用水總量的0.3%,且通過(guò)循環(huán)水處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)90%回用;運(yùn)行期通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)庫(kù)容,確保下泄生態(tài)流量不低于2.5立方米/秒,保障下游河道生態(tài)基流需求。
在生物多樣性保護(hù)方面,項(xiàng)目避開(kāi)周邊3處省級(jí)公益林核心區(qū),施工臨時(shí)占地嚴(yán)格限制在3558.75畝紅線(xiàn)范圍內(nèi),并對(duì)受影響的12公頃植被實(shí)施“原位移植+異地補(bǔ)償”修復(fù)方案,計(jì)劃種植本地適生樹(shù)種7.2萬(wàn)株,恢復(fù)草地面積45公頃。水土流失防治則采用“工程措施+植物措施”組合,布設(shè)擋渣墻2.3公里、排水溝8.6公里、沉沙池15座,確保水土流失總治理度達(dá)98%。
移民安置工作堅(jiān)持“依法依規(guī)、民生為本”原則,項(xiàng)目涉及搬遷的4戶(hù)12人均已簽訂協(xié)議,安置房建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較原住房提升20%,配套新建供水管網(wǎng)2公里、硬化道路1.5公里,并按照人均耕地1.5畝的標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)生產(chǎn)安置。補(bǔ)償資金嚴(yán)格執(zhí)行“一戶(hù)一卡”直接撥付,全過(guò)程接受第三方審計(jì)監(jiān)督。
經(jīng)濟(jì)效益:全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同與電網(wǎng)增效
電站建設(shè)期內(nèi)將直接拉動(dòng)投資82.28億元,其中機(jī)電設(shè)備采購(gòu)占比35%,土建工程占比48%,環(huán)保投入占比5%。據(jù)測(cè)算,施工高峰期可提供就業(yè)崗位3200個(gè),帶動(dòng)水泥、鋼材等建材需求超50萬(wàn)噸,激活本地工程機(jī)械租賃、物流運(yùn)輸?shù)认嚓P(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值約12億元。
投運(yùn)后,電站年均發(fā)電收入可達(dá)9.8億元,抽水電費(fèi)支出6.3億元,凈收益3.5億元,投資回收期預(yù)計(jì)為22年(含建設(shè)期)。其調(diào)峰填谷功能可使區(qū)域內(nèi)火電機(jī)組年均利用小時(shí)數(shù)降低300小時(shí),減少煤耗37萬(wàn)噸/年,對(duì)應(yīng)減排二氧化碳98萬(wàn)噸、二氧化硫2800噸。此外,電站響應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷變化的速度達(dá)到秒級(jí)(從靜止到滿(mǎn)負(fù)荷僅需120秒),可有效平抑風(fēng)電、光伏出力波動(dòng),預(yù)計(jì)每年減少棄風(fēng)棄光損失12億千瓦時(shí),提升新能源利用率8個(gè)百分點(diǎn)。
對(duì)地方財(cái)政的貢獻(xiàn)同樣顯著,項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)后每年可繳納增值稅、所得稅等稅費(fèi)約1.5億元,其中60%留存地方財(cái)政,用于支持靈寶市教育、醫(yī)療等公共服務(wù)設(shè)施建設(shè)。
技術(shù)創(chuàng)新:智能運(yùn)維與設(shè)備可靠性提升
項(xiàng)目深度融合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),部署南方電網(wǎng)“蓄能云”智能管控平臺(tái),集成設(shè)備監(jiān)測(cè)、故障預(yù)警、能效優(yōu)化等6大功能模塊,實(shí)時(shí)采集水輪機(jī)振動(dòng)、定子溫度、潤(rùn)滑油壓等126類(lèi)運(yùn)行參數(shù),數(shù)據(jù)采樣頻率達(dá)每秒5000點(diǎn)。通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法,系統(tǒng)可提前72小時(shí)預(yù)測(cè)設(shè)備異常,準(zhǔn)確率超85%,相比傳統(tǒng)人工巡檢模式,設(shè)備故障排查效率提升40%。
在設(shè)備維護(hù)領(lǐng)域,項(xiàng)目引入“以可靠性為中心(RCM)”的維修策略,基于10萬(wàn)小時(shí)機(jī)組歷史運(yùn)行數(shù)據(jù),建立關(guān)鍵部件壽命預(yù)測(cè)模型。以水泵水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪為例,通過(guò)激光熔覆技術(shù)將抗空蝕涂層壽命延長(zhǎng)至8年,單次大修成本降低120萬(wàn)元。同時(shí),地下廠房配置智能巡檢機(jī)器人12臺(tái),搭載紅外熱成像與氣體檢測(cè)模塊,實(shí)現(xiàn)廊道、豎井等高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域全覆蓋巡查,人力巡檢需求減少70%。
工程進(jìn)展:嚴(yán)格節(jié)點(diǎn)管控與質(zhì)量保障
項(xiàng)目于2023年第三季度完成主體工程招標(biāo),由中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院承擔(dān)EPC總承包,中國(guó)水利水電第五工程局、第十六工程局聯(lián)合負(fù)責(zé)土建施工。關(guān)鍵里程碑計(jì)劃如下:2024年6月完成導(dǎo)流洞貫通,2025年12月實(shí)現(xiàn)地下廠房首層開(kāi)挖,2027年3月啟動(dòng)機(jī)組安裝,2030年6月首臺(tái)機(jī)組調(diào)試并網(wǎng),2031年12月全容量投運(yùn)。
質(zhì)量控制方面,工程設(shè)立三級(jí)質(zhì)檢體系,對(duì)混凝土澆筑、壓力鋼管焊接等關(guān)鍵工序?qū)嵤?4小時(shí)旁站監(jiān)督。截至目前,已完成地質(zhì)勘探鉆孔126個(gè)、巖芯取樣2400米,圍巖分類(lèi)合格率100%;混凝土配合比試驗(yàn)36組,抗壓強(qiáng)度均達(dá)C30標(biāo)準(zhǔn);壓力鋼管焊縫無(wú)損檢測(cè)一次合格率99.2%,高于行業(yè)平均水平2個(gè)百分點(diǎn)。
政策支撐:國(guó)家級(jí)規(guī)劃與地方協(xié)同
項(xiàng)目的快速落地得益于多重政策紅利。國(guó)家能源局《抽水蓄能中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》明確將河南靈寶站點(diǎn)列為“十四五”重點(diǎn)實(shí)施項(xiàng)目,并在容量電價(jià)核定中給予每千瓦時(shí)0.35元的保障性收益。河南省政府配套出臺(tái)《關(guān)于加快抽水蓄能項(xiàng)目建設(shè)的實(shí)施意見(jiàn)》,建立項(xiàng)目審批“綠色通道”,將核準(zhǔn)周期壓縮至12個(gè)月,土地預(yù)審、環(huán)評(píng)等10項(xiàng)手續(xù)實(shí)行并聯(lián)辦理。
在電力市場(chǎng)機(jī)制方面,電站納入華中區(qū)域調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)主體,享受每千瓦時(shí)0.6元的調(diào)峰補(bǔ)償;同時(shí)與國(guó)網(wǎng)河南省電力公司簽訂20年容量租賃協(xié)議,鎖定基本收益,降低投資風(fēng)險(xiǎn)。
河南靈寶窄口抽水蓄能電站的全面建設(shè),標(biāo)志著我國(guó)在大型儲(chǔ)能設(shè)施領(lǐng)域的設(shè)計(jì)施工能力、生態(tài)協(xié)同水平、智能運(yùn)維體系均已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)精準(zhǔn)的規(guī)劃定位、嚴(yán)格的環(huán)境管控、前沿的技術(shù)應(yīng)用,該項(xiàng)目為構(gòu)建“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”一體化新型電力系統(tǒng)提供了可復(fù)制的實(shí)踐范本。