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凯发k8国际手机|梦泽罗拉|水电设备皇冠上的明珠东方电机拿下

2024-10-22

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  提起水电ღღღ,宏伟的大坝ღღღ、庞大的发电机组ღღღ,无疑是很多人的第一印象ღღღ,但在水电设备领域ღღღ,这些还不是最难搞的ღღღ。

  该领域“皇冠上的明珠”属于抽水蓄能机组ღღღ,由于体积大ღღღ、转速高ღღღ,在精度和寿命上的要求也极为苛刻ღღღ,它成了水力发电行业最复杂ღღღ、最难啃的“硬骨头”ღღღ。

  近期ღღღ,观察者网受邀参观了我国抽水蓄能机组领域的龙头企业——东方电机ღღღ。据他们通报凯发k8国际手机ღღღ,6月10日ღღღ,20余家单位及专家参加了单机容量300兆瓦的黑麋峰中低水头(注ღღღ:水位落差)抽水蓄能机组国产化改造技术成果总结暨专家鉴定会ღღღ,一致认定该机组技术国产化改造升级项目整体技术处于国际领先水平ღღღ。这是我国首次由国内厂家成功改造国外厂家设计的机组ღღღ,树立了该型机组技术国产化的典范ღღღ。

  负责本次改造的东方电气下属企业东方电机公司表示ღღღ,大力发展抽水蓄能电站已成为支持新能源发展ღღღ,打造安全可靠电力系统的全球共识ღღღ,我国的抽水蓄能电站还会有更大的发展空间ღღღ。

  抽水蓄能是利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库ღღღ,在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的技术ღღღ,可承担电网调峰ღღღ、调频ღღღ、调相ღღღ、空载和事故备用等任务ღღღ。其最早的应用可以追溯到1890年代的瑞士和意大利ღღღ,目前应用最多的可逆式机组最早出现在1930年代ღღღ。

  据东方电机研究试验中心主任兼技术管理部部长梁权伟介绍ღღღ,作为全球应用最广的储能技术ღღღ,抽水蓄能有着存储容量大ღღღ、循环效率高ღღღ、负荷响应快ღღღ、使用寿命长ღღღ、技术成熟度高的优点ღღღ。目前ღღღ,全球范围内超过97%的能量存储是通过抽水蓄能的方式实现的凯发k8国际手机ღღღ,以日本ღღღ、美国和欧洲等国为代表的发达国家的抽水蓄能装机容量占全世界抽水蓄能总装机容量的70%左右ღღღ。

  世界单机容量最大的美国巴斯县抽水蓄能电站上水库 图片来源ღღღ:布里斯托尔先驱报

  具体而言ღღღ,论储存容量ღღღ,世界单机容量最大的抽蓄机组是美国巴斯县电站ღღღ,达到500MW(兆瓦)ღღღ;我国在建的河北丰宁抽水蓄能电站总装机容量3600MWღღღ,竣工后将成为世界最大的抽蓄电站ღღღ。抽蓄电站的满载储能/发电时间一般都能达到6~10hღღღ,甚至更多ღღღ。

  这一容量要远大于绝大多数储能技术ღღღ。东方电机专家何启源向观察者网表示ღღღ,一般大型抽水蓄能电站总容量都在1000MW以上ღღღ,如果化学储能电站想要达到抽水蓄能电站的水平凯发k8国际手机ღღღ,至少需要15~20万平方米的面积ღღღ。

  论循环效率ღღღ,抽蓄机组的储放循环效率通常在75%~85%范围内ღღღ。国外的成熟技术普遍能达到80%及以上ღღღ,即所谓的“5度换4度”ღღღ;国内早期投运的机组一般在75%左右ღღღ,即所谓“4度换3度”ღღღ。随着近年来的技术进步ღღღ,我国新研发制造的机组普遍都能达到80%以上ღღღ。像江西洪屏抽蓄电站达到84%ღღღ,浙江桐柏ღღღ、湖南黑麋峰等几个抽蓄电站机组循环效率均能达到83%ღღღ。

  论技术成熟度ღღღ,抽蓄是世界上发展最为成熟ღღღ、工程应用最为广泛的储能技术ღღღ。美国能源部曾用NASA开发的技术成熟度评估模型(TRA)对现行的各种储能技术的成熟度进行了评估梦泽罗拉ღღღ。1级表示一项技术的基本原理或规律刚刚被发现ღღღ,9级表示一项技术已经在现实当中得到成功应用和验证ღღღ。抽水蓄能在评估结果中稳居最高的第9级ღღღ,拥有最高等级的技术成熟度和可靠性梦泽罗拉ღღღ。

  全球抽水蓄能有两波装机高峰ღღღ,第一波是在20世纪7ღღღ、80年代ღღღ,伴随着核电装机大规模增长ღღღ;第二波则是21世纪至今ღღღ,伴随着新能源的大规模应用ღღღ,这一波同我国的能源ღღღ、电力战略不谋而合ღღღ。

  在“碳达峰ღღღ、碳中和”目标的背景下ღღღ,以风电凯发k8国际手机ღღღ、光伏为代表的可再生能源大规模并网ღღღ,但由于风ღღღ、光的不稳定性ღღღ,需要配备储能ღღღ。中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司董事长郝荣国表示ღღღ,抽水蓄能电站是技术成熟ღღღ、运行可靠且较为经济的调节电源和储能电源ღღღ,可有效促进大规模风电和太阳能发电的入网消纳ღღღ,保障电力系统安全稳定运行ღღღ,是构建以新能源为主体的新型电力系统的重要组成部分ღღღ。

  加快发展抽水蓄能成了保障我国电力安全和能源安全的必然选择ღღღ。3月19日ღღღ,国家电网有限公司在京召开发布会ღღღ,发布服务碳达峰碳中和构建新型电力系统加快抽水蓄能开发建设重要举措ღღღ。力争“十四五”期间在新能源集中开发地区和负荷中心新增开工2000万千瓦以上装机ღღღ、1000亿元以上投资规模的抽水蓄能电站ღღღ。

  有参与“十四五”可再生能源规划编制的业内人士也透露ღღღ,初步预计“十四五”期间年度投产规模约500-600万千瓦ღღღ,预计五年内抽蓄电站新开工规模在3000-4000万千瓦ღღღ。

  梁权伟指出凯发k8国际手机ღღღ,虽然我国抽蓄装机容量已占到世界装机总容量的20%左右ღღღ,但我国抽水蓄能装机容量在整个电网装机容量的占比目前仅为1.5%ღღღ,根据我国国情ღღღ,这一占比应为5%-10%才较为合理ღღღ,所以未来还有较大的发展空间ღღღ。

  在我国加快发展抽水蓄能的大背景下ღღღ,东方电机对长沙黑麋峰抽水蓄能电站机组国产化改造的意义也就不言自明了ღღღ。

  黑麋峰抽水蓄能电站是湖南第一座也是唯一一座在运的抽水蓄能电站ღღღ。电站安装4台300兆瓦可逆式抽水蓄能机组ღღღ,额定水头295米ღღღ,转速300转/分钟ღღღ,全部采用国外公司技术和设计方案ღღღ,是我国发电设备企业通过“打捆招标”引进国外技术的典型机组ღღღ。

  自2010年投运以来ღღღ,机组一直存在诸多稳定性问题ღღღ,尤其是4号机组的“特定水头限负荷运行”问题十分突出ღღღ。

  为保障安全运行ღღღ,2017年4号机组改造工程启动ღღღ。2020年12月ღღღ,东电在多个关键技术领域进行了大胆创新ღღღ,将自主研制的世界首台6+6长短叶片转轮应用于4号机组ღღღ,解决了机组过渡过程特性和非同步导叶并网问题ღღღ,以及相位共振及动静干涉引起的振动超标和异常噪声等一系列问题ღღღ,成功完成国产化改造ღღღ。

  此次改造也是首次由国内厂家成功改造国外厂家设计的机组ღღღ,被行业内专家誉为“抽水蓄能技术国产化的里程碑”凯发k8国际手机ღღღ。新转轮是世界上首个得到工程应用的6+6长短叶片转轮ღღღ,也为水泵水轮机转轮设计开辟了一条全新的技术路线ღღღ。

  东方电机是国内首个同时具备抽水蓄能机组研制和调试能力的发电设备制造企业ღღღ,也是抽水蓄能行业研发技术水平最高ღღღ、加工制造能力最强的企业之一ღღღ,其国内市场占有率达到38%ღღღ,机组整体研制水平已经达到国内领先ღღღ、世界一流水平ღღღ。

  据东方电机研究试验中心主任兼技术管理部部长梁权伟介绍ღღღ,目前东方电机在300m(黑麋峰电站)ღღღ、400m(仙游ღღღ、深圳ღღღ、丰宁等电站)ღღღ、500m(呼和浩特ღღღ、阜康ღღღ、洛宁电站)ღღღ、600m(绩溪电站)ღღღ、700m(敦化凯发k8国际手机ღღღ、长龙山电站)水头段都取得了突破ღღღ、建立了业绩ღღღ、积累了经验ღღღ,下一步还将继续拓宽业绩范围和技术领域ღღღ,在200m及以下水头段ღღღ、800m及以上水头段ღღღ,以及多级可逆式抽水蓄能ღღღ、三机式抽水蓄能ღღღ、海水抽水蓄能ღღღ、分布式抽水蓄能等方面加大研发力度ღღღ。

  东方电机表示ღღღ,面对抽水蓄能机组市场需求大幅增长对东方电机相关研发ღღღ、生产和服务能力带来的新挑战ღღღ,东电会坚持制定专项计划ღღღ,着力提升抽水蓄能项目组织管理水平ღღღ;加大生产瓶颈攻关力度ღღღ,进一步提升抽水蓄能机组年产出能力ღღღ;加快科研试验平台建设ღღღ,提供科技创新孵化载体ღღღ,为确保实现“机组一次启停成功梦泽罗拉ღღღ、技术研发水平行业一流ღღღ、服务和产品质量行业领先”目标提供坚实保障ღღღ。