隆冬時節(jié)，秦嶺深處寒風(fēng)凜冽，群山蒼茫。記者驅(qū)車3小時來到位于秦嶺南麓的陜西省首座抽水蓄能電站——國網(wǎng)新源陜西鎮(zhèn)安抽水蓄能電站蹲點采訪。
去年12月12日，陜西鎮(zhèn)安抽水蓄能電站4臺機(jī)組全部投產(chǎn)發(fā)電。該電站總投資88.51億元，設(shè)計年發(fā)電量23.41億千瓦時，年抽水電量31.21億千瓦時，不僅是西北地區(qū)在運(yùn)裝機(jī)容量最大的抽水蓄能電站，更是西北電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相、儲能、事故備用和“黑啟動”的關(guān)鍵支撐，被譽(yù)為電網(wǎng)“超級充電寶”。
削峰填谷調(diào)節(jié)準(zhǔn)
一座水力發(fā)電站居然聽不到水聲。一種特別安靜的感覺首先刷新了記者的認(rèn)知。
坐落于秦嶺南麓的鎮(zhèn)安抽水蓄能電站因山就勢，由上水庫、下水庫、輸水系統(tǒng)、地下廠房和地面開關(guān)站等單元組成。其中落差400多米的山上、山下兩座水庫之間形成的勢能正是抽水蓄能電站實現(xiàn)“充電寶”功能的動力之源。“抽水管道和進(jìn)出水口全部深埋在山體中，不僅安全，還可以減少對環(huán)境的擾動，所以聽不到水聲。”該電站黨委黨建部副主任張倩告訴記者，選址和設(shè)計，是實現(xiàn)抽水蓄能產(chǎn)業(yè)模式創(chuàng)新的關(guān)鍵。一般情況下，抽水蓄能電站在用電低谷時，利用電網(wǎng)富余電力將山下水庫的水抽到山上存儲；用電高峰時，則放水發(fā)電，通過勢能轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)電能的高效存儲與機(jī)動釋放。
在電站中控室的運(yùn)行監(jiān)視大屏上，數(shù)圖閃爍；4臺機(jī)組的運(yùn)行狀況和抽水、發(fā)電工況一目了然。電站運(yùn)行部的兩位工作人員正在等待網(wǎng)調(diào)下發(fā)負(fù)荷計劃。運(yùn)行部主值班員康虎接到抽水指令后，輕點設(shè)備按鈕，機(jī)組隨即啟動。康虎說：“設(shè)備運(yùn)行后，我的主要工作就是觀察設(shè)備關(guān)鍵參數(shù)的運(yùn)行情況，若發(fā)現(xiàn)異常，會及時通知維護(hù)人員去現(xiàn)場處理。”
白天不應(yīng)該是用電高峰期嗎？為何現(xiàn)在抽水而不是發(fā)電呢？面對記者的疑惑，該電站運(yùn)行部值長張賡義說，白天的時候，風(fēng)電、光電等清潔能源開始供電，機(jī)組利用網(wǎng)上富余的這部分綠電將水抽至上水庫儲存起來。因此，上午10點機(jī)組就啟動抽水了，直到傍晚，機(jī)組又開始放水發(fā)電，配合電網(wǎng)系統(tǒng)高效運(yùn)行。陜西鎮(zhèn)安抽水蓄能有限公司董事長、黨委書記王輝偉分析，我國西北地區(qū)風(fēng)光等新能源資源富集，西北電網(wǎng)是全國首個新能源裝機(jī)為主體的區(qū)域電網(wǎng)。“風(fēng)光等電力在能源體系中扮演了越來越重要的角色，但其受風(fēng)力、光線等影響較大，存在電力穩(wěn)定性不夠以及階段性市場消納能力波動等局限，而抽水蓄能電站‘隨調(diào)隨啟，啟停靈活’的優(yōu)勢恰好可以起到削峰填谷的‘調(diào)節(jié)器’作用。”
綠電蓄能山水間
走出電站中控室，穿過廠區(qū)1號隧道往上水庫前行，沿途山體護(hù)坡與濃密山林次第掩映。登高遠(yuǎn)眺，浮云環(huán)繞，層巒疊嶂。
“電站的建設(shè)歷經(jīng)8年之久，除了自然地質(zhì)地貌等工程難度外，還要最大限度保護(hù)秦嶺生態(tài)。過程雖然充滿挑戰(zhàn)，但看著它一步步成型，充滿了成就感。”上山巡檢的電站工程部水工班班長王亞軍指著周邊的山體護(hù)坡說，為切實保護(hù)秦嶺生態(tài)安全，僅是護(hù)坡，我們就因地制宜地采取了石材掛壁、支桿噴涂掛壁等三四種工藝。“電站從選址規(guī)劃、可研設(shè)計、工程建設(shè)和調(diào)度運(yùn)行各環(huán)節(jié)全程貫穿綠色低碳理念。”
山路蜿蜒，驅(qū)車25分鐘后，記者來到位于海拔1400米左右的電站金盆溝上水庫。但見波平如鏡，水面徐升。伴隨著抽水機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)，水面下30米處，此時正凈水深涌，積蓄水能。
“上水庫利用溝谷地形筑壩而成，壩頂長近360米，壩頂寬10米，庫盆深30米，蓄水量相當(dāng)于小半個長白山天池。”王亞軍說，防滲是高山水庫和生態(tài)安全的雙底線。為此，電站根據(jù)實際需要采用“瀝青混凝土和混凝土防滲”的組合全庫盆防滲方案，確保無滲漏。
位于月河干流附近的下水庫宛如深藏綠色青山間的一條玉帶，與掩映在山林中的上水庫那一抹亮色遙相呼應(yīng)。“下水庫正常蓄水位945米，庫容1322萬立方米。電站運(yùn)行的基本原理，就是上下水庫的水體反復(fù)上下循環(huán)利用。完全不影響河流水生態(tài)，前不久在下水庫里還發(fā)現(xiàn)了野生娃娃魚。”電站黨委黨建部宣傳專責(zé)陳立指著下水庫不遠(yuǎn)處的變電站說，電站發(fā)出來的電，經(jīng)過變電站由18kV升壓至330kV后，通過逾百公里的輸電網(wǎng)絡(luò)跨越秦嶺接入西安南變電站。
綜合效應(yīng)大釋放
在鎮(zhèn)安抽水蓄能電站，不僅聽不到水聲，表面也幾乎看不到電力裝備。
經(jīng)過狹長的進(jìn)場交通洞，記者抵達(dá)位于地下200多米的電站“心臟”——地下廠房。在這個別有洞天共計5層的地下機(jī)房，4組可逆式水泵水輪發(fā)電電動機(jī)組馬力全開。行走在分布于4層空間的數(shù)十套電力裝備和管網(wǎng)之間，如入迷宮。電站運(yùn)行部值長王彪告訴記者，“建設(shè)地下廠房是國內(nèi)抽水蓄能電站的通行模式，安全且環(huán)保。整個機(jī)組運(yùn)行全部采用數(shù)字化智能管理，目前全電站只有80多名員工，而同樣規(guī)模的傳統(tǒng)火電企業(yè)，至少得好幾百人”。
“與風(fēng)光發(fā)電以及傳統(tǒng)火電相比，抽水蓄能發(fā)電的最大優(yōu)勢，就是靈活且穩(wěn)定。在收到調(diào)度指令后，3分鐘左右就可以啟動發(fā)電，7分鐘左右就可以開機(jī)抽水；同時，抽水蓄能電站還能像一個引火石一樣承擔(dān)著電網(wǎng)‘黑啟動’的任務(wù)。”張賡義解釋說，所謂“黑啟動”，是電網(wǎng)大面積停電后系統(tǒng)自行恢復(fù)的過程。當(dāng)電網(wǎng)全“黑”時，抽水蓄能電站憑借自身具備自啟動能力的發(fā)電機(jī)組，帶動其他機(jī)組，逐步恢復(fù)系統(tǒng)供電，保障電網(wǎng)安全平穩(wěn)運(yùn)行和用電安全，可以說抽水蓄能電站就是電網(wǎng)的“最后一根火柴”。
傍晚時分，鎮(zhèn)安抽水蓄能電站所在的商洛市鎮(zhèn)安縣月河鎮(zhèn)雨雪紛紛，燈火闌珊。歷經(jīng)8年建成的這座新型電站，不僅改變著能源產(chǎn)業(yè)模式，也為鄉(xiāng)村振興帶來新活力。鎮(zhèn)安縣月河鎮(zhèn)黨委書記杜光華說，“電站建設(shè)期間，為將大型設(shè)備運(yùn)輸進(jìn)山，建設(shè)者開鑿出穿越山嶺的隧道和公路約27公里，使當(dāng)?shù)亟煌l件大為改善，更為山區(qū)鄉(xiāng)村帶來了人流、物流、信息流。基建期年均增加地方財政稅收約2000萬元，運(yùn)行期預(yù)計年均為地方增收1.15億元”。
作為一種新型能源存儲產(chǎn)業(yè)模式，抽水蓄能電站在優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、提升能源利用效率方面，具有高技術(shù)、高效能和高質(zhì)量等特征。陜西省商洛市發(fā)展改革委副主任楊科說，“鎮(zhèn)安抽水蓄能電站的投運(yùn)，是陜西‘低碳拼圖’的關(guān)鍵一塊，對于補(bǔ)齊陜西綠色能源結(jié)構(gòu)短板和實現(xiàn)秦嶺生態(tài)價值作用巨大”。目前商洛市建成、在建和擬建抽水蓄能電站項目5個，生態(tài)文明和綠色發(fā)展的新動能正從巍巍大秦嶺中噴薄而出。