超高水头大容量抽蓄机组又获突破

　　抽水蓄能电站是清洁可再生能源战略的重要组成部分，是目前储能容量最大、储放效率最高、经济性最好的储能设施，全球范围内已投运的600米以上水头段的大型抽水蓄能电站屈指可数。

　　2014年11月，国家发改委下发《关于促进抽水蓄能电站健康有序发展有关问题的意见》指出，抽水蓄能行业要“提升设备技术能力，坚持自主创新和引进消化吸收相结合，设备制造企业应超前攻关，依托具体抽水蓄能电站建设，实现500米水头及以上、单机容量400兆瓦级高水头、大容量机组设计制造的自主化”。

　　据了解，在绩溪、敦化项目之前，我国500米以上的高水头、大容量机组均为国外进口。总装机1800兆瓦的绩溪抽水蓄能电站是我国首次国产化的650米水头段项目，总装机1400兆瓦的敦化电站是我国首个700米水头段国产化抽水蓄能项目。

　　运行工况复杂，研制难度增加

　　4月1日，东方电气集团东方电机有限公司（下称“东方电机”）成功签订敦化抽水蓄能电站两台350兆瓦机组及其附属设备合同，并成为该项目的总牵头方。这是继3月25日东方电机获得绩溪抽水蓄能项目全部6台300兆瓦机组及其附属设备合同以来的又一份超高水头、大容量抽水蓄能机组供货合同。

　　东方电机副总经理陈文学告诉记者，相比常规水轮机组，可逆式抽水蓄能机组在运行中需要正、反两个方向旋转来实现常规的发电和抽水两种工况；除此之外，抽蓄机组还要承担电网的调峰、调相、空载备用等辅助服务。

　　“其运行工况的高度复杂性和多样性，使得机组的设计、生产难度大大增加，成为水力发电设备制造行业中复杂度最高、难度最大的产品，将其喻为行业技术中‘皇冠上的明珠’也不为过。”陈文学说。

　　陈文学还透露，“超高水头水泵水轮机在运行过程中需承受较强的水力激励以及频繁的工况转换，这对机组安全性、稳定性方面提出了极高的要求，也给机组的设计、生产带来了巨大的挑战。”

　　稳定为先，协同优化

　　记者了解到，在绩溪、敦化两个项目的研发过程中，考虑到超高水头机组的技术特点，东方电机制定了“稳定为先，兼顾能量；协同优化，特性均衡”的方针，在效率水平与稳定性之间、水泵工况与水轮机工况之间、水力性能与刚强度特性之间，都进行了反复的分析、校核、优化和平衡。

　　据陈文学介绍，在仿真计算方面，采用了先进的高性能集群计算、非定常流动分析等技术和方法；在模型试验方面，引入了LDV激光测速、高速摄影等先进技术手段；在模型加工制造方面，对诸多环节进行了改良和创新。

　　通过对多种设计方案的分析、对比和选择，东方电机为绩溪、敦化项目所提交的最终水力模型在水科院中立台对比试验中，均以优异的水力性能胜出，得到了专家和业主的高度认可和一致好评。

　　据悉，机组试验结果全面满足并超过了招标文件的要求，尤其是稳定性指标：包括S特性、驼峰特性及无叶区压力脉动水平，均达到了行业先进水平，为确保机组将来的安全、稳定、高效运行打下了良好的基础。

　　高端升级，市场可期

　　“绩溪、敦化项目的成功签约，标志着东方电机在超高水头、大容量、高转速抽水蓄能机组技术制高点上已经达到行业先进水平，成功填补了我国抽水蓄能600米以上水头段的技术空白。东方电机成为国际上高水头段抽水蓄能机组最全、最好业绩的企业之一。”东方电机总经理贺建华表示。

　　贺建华透露，目前抽水蓄能发展势头良好，未来抽水蓄能电站建设步伐加快，根据国家发改委意见，到2025年全国抽水蓄能总装机容量将达约1亿千瓦。“依托常规水电机组的技术、制造优势，抽水蓄能机组将成为东方电机未来水电机组发展的重点方向。”

　　目前，我国抽水蓄能电站投产装机容量和在建、已核准筹备开工建设项目均超过2000万千瓦，随着中国经济步入新常态，面对“十三五”期间抽水蓄能发展战略机遇，未来市场空间广阔。