近日,廣東新豐抽水蓄能電站主體工程正式啟動(dòng)建設(shè),標(biāo)志著這一總投資約67億元、裝機(jī)容量1200兆瓦的國(guó)家級(jí)重點(diǎn)能源工程進(jìn)入全面施工階段。作為《抽水蓄能中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》“十四五”儲(chǔ)備項(xiàng)目,該電站的建設(shè)將顯著提升粵港澳大灣區(qū)電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力,為粵北區(qū)域新能源消納、電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行及“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)提供關(guān)鍵支撐。
工程規(guī)劃與技術(shù)體系:高參數(shù)設(shè)計(jì)與智能建造創(chuàng)新
廣東新豐抽水蓄能電站位于韶關(guān)市新豐縣沙田鎮(zhèn)與梅坑鎮(zhèn)交界處,上水庫(kù)選址于山頂洼地,正常蓄水位706米,總庫(kù)容1825萬(wàn)立方米;下水庫(kù)位于山谷河道,正常蓄水位295米,總庫(kù)容1983萬(wàn)立方米,最大壩高采用粘土心墻堆石(渣)壩結(jié)構(gòu)。電站采用“一洞四機(jī)”布局,安裝4臺(tái)單機(jī)容量300兆瓦的可逆式水泵水輪機(jī)組,額定水頭408米,輸水系統(tǒng)水平總長(zhǎng)度達(dá)4280米,綜合效率達(dá)82.5%,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),滿發(fā)利用小時(shí)數(shù)14小時(shí)。
輸水系統(tǒng)采用中部式廠房布局,設(shè)置上游調(diào)壓室及尾水調(diào)壓室,主洞直徑7.5米,兩級(jí)斜井總落差達(dá)328米,通過(guò)三維流體動(dòng)力學(xué)模擬優(yōu)化水流脈動(dòng)壓力,將機(jī)組振動(dòng)幅值控制在0.05毫米以內(nèi)。地下廠房最大開(kāi)挖跨度28米,高度55米,采用“分層分塊開(kāi)挖+微震監(jiān)測(cè)”技術(shù),圍巖變形量控制在3毫米以內(nèi)。機(jī)電設(shè)備選用哈爾濱電機(jī)廠自主研發(fā)的高水頭可逆式機(jī)組,額定轉(zhuǎn)速375轉(zhuǎn)/分鐘,效率區(qū)間達(dá)92%-96%,空蝕磨損壽命較傳統(tǒng)機(jī)型延長(zhǎng)30%。
施工層面,項(xiàng)目采用BIM(建筑信息模型)技術(shù)進(jìn)行全生命周期管理,地下洞室群開(kāi)挖精度控制在±5厘米,混凝土澆筑采用智能溫控系統(tǒng),確保抗壓強(qiáng)度達(dá)C30標(biāo)準(zhǔn)。壓力鋼管焊接采用自動(dòng)化機(jī)器人作業(yè),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)。
生態(tài)保護(hù):全周期環(huán)境管控與移民安置優(yōu)化
項(xiàng)目建設(shè)嚴(yán)格遵循“生態(tài)紅線零突破”原則。根據(jù)環(huán)評(píng)報(bào)告,施工期用水總量38.6萬(wàn)立方米,僅占新豐縣年用水總量的0.3%,并通過(guò)砂石加工廢水循環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)85%回用;運(yùn)行期下泄生態(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。施工臨時(shí)占地嚴(yán)格限制在3558.75畝紅線范圍內(nèi),避讓周邊省級(jí)公益林核心區(qū),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)劃種植木荷、楓香等本地適生樹(shù)種7.2萬(wàn)株,恢復(fù)草地面積45公頃。
水土流失防治采用“截排水溝+植生毯”組合工藝,布設(shè)擋渣墻2.3公里、排水溝8.6公里、沉沙池15座,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)、民生優(yōu)先”,項(xiàng)目涉及搬遷的4戶12人均已簽訂協(xié)議,安置房建筑面積較原住房提升20%,配套新建供水管網(wǎng)2公里、硬化道路1.5公里,并按人均耕地1.5畝標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)生產(chǎn)安置,補(bǔ)償資金通過(guò)“一卡通”系統(tǒng)直接發(fā)放,全過(guò)程接受第三方審計(jì)監(jiān)督。
經(jīng)濟(jì)效益:電網(wǎng)調(diào)節(jié)與區(qū)域協(xié)同發(fā)展
電站建設(shè)期內(nèi)將直接拉動(dòng)投資67億元,其中機(jī)電設(shè)備采購(gòu)占比35%(含水泵水輪機(jī)、發(fā)電電動(dòng)機(jī)等),土建工程占比48%(含地下洞室群開(kāi)挖、混凝土澆筑等),環(huán)保與移民安置投入占比5%。施工高峰期可提供就業(yè)崗位3200個(gè),消耗鋼材8.5萬(wàn)噸、水泥62萬(wàn)噸,帶動(dòng)本地工程機(jī)械租賃、物流運(yùn)輸?shù)汝P(guān)聯(lián)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)峰填谷功能可使粵港澳大灣區(qū)火電機(jī)組年均利用小時(shí)數(shù)降低300小時(shí),減少標(biāo)準(zhǔn)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。電站響應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷變化的速度達(dá)到秒級(jí)(從靜止至滿負(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)方面,電站運(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,專項(xiàng)用于新豐縣教育、醫(yī)療等公共服務(wù)設(shè)施升級(jí)。
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),接入南方電網(wǎng)“蓄能云”智能管控平臺(tái),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水輪機(jī)振動(dòng)、定子溫度、潤(rùn)滑油壓等214項(xiàng)關(guān)鍵參數(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%,較傳統(tǒng)人工巡檢模式故障排查效率提升40%。
在設(shè)備維護(hù)領(lǐng)域,項(xiàng)目引入“以可靠性為中心(RCM)”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。地下廠房配置掛軌式巡檢機(jī)器人6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24小時(shí)無(wú)人化巡查,人力成本降低75%。
工程進(jìn)展:節(jié)點(diǎn)管控與質(zhì)量保障
項(xiàng)目于2023年6月通過(guò)可行性研究階段“三大專題”報(bào)告審查,2024年6月完成社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查公示,2025年2月獲廣東省政府核準(zhǔn)并啟動(dòng)主體工程招標(biāo)。關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)計(jì)劃如下:2026年12月完成導(dǎo)流洞貫通,2027年10月實(shí)現(xiàn)地下廠房首層開(kāi)挖,2029年6月啟動(dòng)機(jī)組安裝,2031年12月首臺(tái)機(jī)組調(diào)試并網(wǎng),2032年12月全容量投運(yùn)??偣て?9個(gè)月,較同類工程縮短8%。
質(zhì)量控制方面,工程建立“原材料-工藝-成品”三級(jí)檢測(cè)體系?;炷量箟簭?qiáng)度試驗(yàn)58組,28天齡期強(qiáng)度均達(dá)C30標(biāo)準(zhǔn);壓力鋼管焊縫X射線探傷一次合格率99.6%,超聲波探傷合格率100%;灌漿工程采用GIN法(灌漿強(qiáng)度值法),帷幕灌漿單位耗灰量控制在35公斤/米以內(nèi),透水率小于1呂榮。
政策支撐:國(guó)家戰(zhàn)略與地方協(xié)同保障
項(xiàng)目的快速推進(jìn)得益于國(guó)家能源局《抽水蓄能中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》的政策引導(dǎo),規(guī)劃明確將新豐電站列為“十四五”儲(chǔ)備項(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。廣東省政府配套出臺(tái)《抽水蓄能項(xiàng)目開(kāi)發(fā)建設(shè)管理辦法》,建立“聯(lián)審聯(lián)批”機(jī)制,將用地預(yù)審、環(huán)評(píng)、水保等12項(xiàng)審批事項(xiàng)并聯(lián)辦理,核準(zhǔn)周期壓縮至10個(gè)月。
在電力市場(chǎng)機(jī)制方面,電站納入南方區(qū)域調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng),享受每千瓦時(shí)0.6元的調(diào)峰補(bǔ)償;與南方電網(wǎng)公司簽訂20年容量租賃協(xié)議,鎖定基礎(chǔ)收益的同時(shí)參與現(xiàn)貨市場(chǎng)競(jìng)價(jià),預(yù)期年均收益提升12%。
廣東新豐抽水蓄能電站的全面建設(shè),開(kāi)創(chuàng)了高水頭、大容量機(jī)組與生態(tài)精準(zhǔn)修復(fù)協(xié)同推進(jìn)的新模式,其1200兆瓦裝機(jī)容量、408米額定水頭、82.5%綜合效率等核心指標(biāo),標(biāo)志著我國(guó)在復(fù)雜地質(zhì)條件下大型抽水蓄能電站設(shè)計(jì)建造領(lǐng)域達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。通過(guò)技術(shù)集成創(chuàng)新、全周期環(huán)境管控、智能運(yùn)維體系構(gòu)建,該項(xiàng)目為粵港澳大灣區(qū)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化與新型電力系統(tǒng)建設(shè)提供了可復(fù)制的實(shí)踐范本。