哈電電機引領我國抽水蓄能技術持續躍升
作者： 2021年12月21日 來源： 瀏覽量：
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■富宏杰王學善由慶祝
圖為哈電電機技術人員研究抽蓄機鋼套工藝改造。
日前，國家能源局公布的抽水蓄能發展規劃明確：到2025年，抽水蓄能投產總規模較“十三五”翻一番，達到6200萬千瓦以上。到2030年，抽水
■ 富宏杰 王學善 由慶祝
圖為哈電電機技術人員研究抽蓄機鋼套工藝改造。
日前，國家能源局公布的抽水蓄能發展規劃明確：到2025年，抽水蓄能投產總規模較 “十三五”翻一番，達到6200萬千瓦以上。到2030年，抽水蓄能投產總規模較“十四五”再翻一番，達到1.2億千瓦左右。
目前，哈電電機已參與了22座抽水蓄能電站、79臺套機組的研發制造，一次又一次把性能優異、安全可靠的 “皇冠上的明珠”鑲嵌在祖國的大好河山。
作為我國電力裝備制造行業的龍頭企業，哈電電機積極服從服務于國家戰略，通過科研創新和攻關，推動我國抽水蓄能技術水平持續躍升，為蒲石河、響水澗、溧陽、仙居、敦化、豐寧、陽江等一大批國家重點抽水蓄能工程打造精品機組，促進了國家能源的清潔、低碳、綠色發展。
圓夢之旅
作為電網系統的重要一環，抽水蓄能電站既能在用電高峰期發電供能、又能在用電低谷期蓄水儲能，對保證整個電力系統安全穩定運行、提高供電質量至關重要，被譽為水電 “皇冠上的明珠”。
長期艱辛探索。哈電電機從上世紀60年代，便開始了抽水蓄能研發的 “圓夢之旅”。1966年，結合密云電站各項參數，開始進行水泵水輪機水力研究；1977年，與清華大學等單位合作，開始進行100米水頭段水泵水輪機水力研究；從1980年代中期開始，先后開展了200米、300米和500米水頭段的水泵水輪機水力研究，并研發出了具有代表性的水泵水輪機轉輪。
取得實質突破。2005年2月，國家發改委為了進一步推進我國抽水蓄能技術發展，支持哈電電機簽訂了寶泉、白蓮河等單機容量300兆瓦的抽水蓄能機組合同，要求加快抽水蓄能機組研制技術的研究速度。在國家的大力支持下，哈電電機多措并舉提升技術水平，全面掌握了抽水蓄能機組制造技術。
打破國外壟斷。哈電電機在博采眾長的同時，堅持加大自主創新力度，先后完成多個大型抽水蓄能項目機組的研發、設計和制造，摸索出了一套獨有的水力開發技術體系，打破了國外技術壟斷，實現了抽水蓄能機組的完全國產化。
創新之路
由于抽水蓄能機組自身的特性要求，不但設計水頭高，而且啟停機時工況復雜，對機組各部件的剛強度、抗疲勞性能等要求十分嚴格。哈電電機有針對性地創新、優化，多年來，在水泵水輪機、發電電動機、控制系統裝置及系統集成技術等方面取得了多項重大成果，獲得國家發明專利6項，獲得省部級科技進步獎3項。
破解世界性難題。抽水蓄能機組的主要研發難點集中在效率與穩定性同時兼顧的問題上，尤其是水力穩定性更是難中之難。在水泵水輪機運行不穩定區，業內稱之為 “S區”和 “駝峰區”，機組并網困難是公認的世界難題。
以往的進口機組通常借助機械手段來實現機組并網，這樣不但結構復雜，機組振動大，而且會嚴重影響機組的運行壽命和安全可靠性。哈電電機打破了傳統的機械思維方式，從水力設計的角度入手，解決了水泵水輪機不穩定區并網難題，大大降低了機組的振動，提高了機組的安全可靠性，此項水力設計技術達到世界領先水平。
“分數極路比”誕生。隨著抽水蓄能機組容量的不斷增加，常出現容量、電壓和轉速不匹配的問題。為此，哈電電機科研人員想盡了所有繞組接線的可能性，繪制了上千種繞組接線圖，提出了分數極路比繞組的評價指標。通過持續地研究驗證，科研人員終于選出了最佳的繞組排列方案，并開發出了相關的程序，獲得了具有自主知識產權的分數極路比繞組技術創新成果，填補了國內技術空白。
此外，哈電電機還研發出水泵水輪機長短葉片轉輪、高轉速向心式磁極絕緣托板等獨創成果，為機組穩定性和效率的雙向提高增加砝碼，達到世界領先水平。
傲人成績
在國家發展改革委、國家能源局、科技部、國家電網公司、南方電網公司等國家部委和業主單位的大力支持下，哈電電機走上大型抽水蓄能機組的自主化研制之路，培養了一批抽水蓄能領域專業技術人才，為我國抽水蓄能技術的完善和創新夯實了基礎。
完全自主知識產權。2008年4月，哈電電機喜獲安徽響水澗抽水蓄能機組合同。經過不懈努力，響水澗機組于2011年成功并網發電，機組運行效率、壓力脈動、空化等綜合特性指標均達到了國際先進水平。
整體技術國際先進。哈電電機連續完成國家重點抽水蓄能項目機組研制任務，引領我國抽水蓄能裝備研制走上快車道。2015年，成功中標世界裝機容量最大的河北豐寧抽水蓄能電站機組合同；2016年，研制的當時國內單機容量最大375兆瓦仙居抽水蓄能機組實現 “一年四投”。同年，哈電電機在與國外企業公開競爭的項目中勝出，成功簽訂荒溝4臺300兆瓦抽水蓄能機組合同，并首次將發電電動機繞組對稱四支路技術應用其中。2017年，水頭變幅最大的溧陽抽水蓄能機組 “一年六投”，于次年通過了專項成果鑒定 “整體技術國際先進，關鍵技術國際領先”。
此外，哈電電機還先后簽訂了吉林敦化、山東文登、福建周寧、江蘇句容、廣東陽江、浙江縉云等抽水蓄能機組制造合同。其中，陽江抽水蓄能電站機組單機容量400兆瓦，為目前國內單機容量最大；最高揚程超過700米、額定轉速500轉/分、綜合技術難度和技術水平為我國最高，屬世界級超高水頭電站。
目前，哈電電機正在開展單機容量425兆瓦、最高水頭近800米的抽水蓄能機組技術研究，將引領我國抽水蓄能技術和裝備制造水平再上新臺階，助力國家實現“碳達峰、碳中和”目標。
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