集中力量攻克高水头密封、高强度材料、智能控

作者:九州酷游官网日期:2026-01-12浏览:来源:九州酷游

  

集中力量攻克高水头密封、高强度材料、智能控制等关键技术

  近日,我国抽水蓄能(以下简称“抽蓄…-●”)电站密集投产。2025年12月16日,河北易县抽蓄电站首台(1号)机组完成全部启动调试与涉网试验,启动15天考核试运行;2025年12月16日,河南洛宁抽蓄电站2号机组投产发电……特别值得一提的是,2025年12月25日浙江天台抽蓄电站(以下简称=▲“天台抽蓄☆★◆”)首台机组成功并网发电▽◁,创下多项行业纪录☆…,实现△◇“三个第一、三项首次”▲:单机容量国内第一(42☆.5万千瓦)、额定水头世界第一(724米)、单级斜井长度国内第一(483◇☆.4米);首次实现抽蓄行业1000兆帕国产钢板及焊材规模化应用,首次系统应用低热水泥混凝土技术-●▷,在抽蓄行业首次应用无人推平机摊铺。

  在业内看来,我国抽蓄发展进入高质量、高技术、高效率的新阶段▷。这背后,是能源结构转型对电力系统“灵活调节”的迫切需求●●,也是我国装备制造和工程建设能力飞跃的直接体现。

  抽蓄作为当前技术最成熟、经济性最优的储能方式★▽,其发展水平直接关系到新能源消纳与电网安全稳定运行◆●=。浙江天台电站的突破,正是我国抽水蓄能技术从◁◁-“跟跑”向“领跑”跨越的缩影▪。

  中国水力发电工程学会原副秘书长陈东平对《中国能源报》记者表示☆◆,天台抽蓄所创下的一系列纪录■▷•,为行业规模化、高端化、智能化发展树立了典范●,也为构建新型电力系统提供了关键支撑■■。单机容量与水头高度刷新行业纪录,彰显了我国装备制造硬实力▷◇▽。42◆.5万千瓦机组,将我国抽蓄单机容量提升至新量级,与此前主流的30万—35万千瓦机组相比,不仅提高了能量转换效率-◆◁,更降低了单位千瓦投资成本。而724米的额定水头世界第一▲△,则突破高水头机组的设计瓶颈□,对水力开发、结构强度、材料性能等提出极高要求。这一突破意味着我国已掌握高水头、大容量机组的核心技术★,为后续西部高水头资源开发奠定了基础。

  “抽蓄发展涉及勘测设计◁、装备制造、施工安装、调试运营等多个环节◇。当前,我国已形成较为完整的产业链,且国产化率大幅提升,东方电气、哈尔滨电气等企业已具备自主生产40万千瓦以上大容量抽水蓄能机组的能力。”陈东平表示,天台电站使用的1000兆帕级高强钢及焊材的成功国产化,意味着产业链最关键的材料环节不再受制于人。

  中国三峡建工(集团)有限公司机电技术中心主任李海军向《中国能源报》记者介绍,该公司先后完成了水电行业1000兆帕级国产钢板及配套焊材的首次应用,突破了1000兆帕级水电高强钢及配套焊材国产“双零”瓶颈,填补国内空白○△▪,打破高强度钢材长期依赖进口的局面。这一材料的突破,不仅解决了高水头压力钢管对强度和韧性的严苛需求,更带动了钢铁冶炼▽■、焊接材料等相关产业的技术升级◁。同时,483■•.4米的单级斜井长度国内第一,通过创新施工工艺克服地质条件复杂、施工精度要求高等难题□•▽,为长斜井、深埋隧洞等工程积累了宝贵经验。

  “高水头、大容量抽水蓄能机组的研制,核心在于水力开发,尤其是转轮(水泵水轮机的‘心脏’)的设计-◇◆。从低水头到高水头的跨越…,对机组性能提出极高要求●▽-。-●”哈电水轮机原总专业师卜良峰向《中国能源报》记者介绍-△,以转轮叶片设计为例,传统的离心泵转轮叶片数量较少,随着水头提升,叶片数量逐步增加◇▪。此前-▪,长龙山、阳江等电站采用■•“5长+5短★△□”的长短叶片结构(共10片)☆▼。为了适应724米的超高水头并解决高扬程下的稳定性难题,天台机组在国内首次采用○“6长+6短”(共12片)的转轮设计▷▷。这一设计优化水流状态▲☆◆,显著提升机组在抽水和发电工况下的稳定性与效率,是目前叶片数最多▽△、性能最优的抽蓄转轮设计之一。“我国抽蓄机组研发制造能力已非常强大,设计技术已趋于成熟…,国家和企业制定一系列标准和规范-☆△,确保电站机组的安全可靠性△。应用材料的性能和产品制造质量上的要求进一步提升,如关键部件的加工,全流程采用高精度数控加工,精度控制可达头发丝的1/10。”

  陈东平评价▷,抽蓄行业首次应用无人推平机摊铺,实现了施工过程的精准控制与效率提升,标志着我国抽蓄工程建设向智能化、无人化方向迈出关键一步。这些创新实践不仅保障了电站的高效安全,更引领行业从传统粗放型建造向绿色低碳▪•☆、智能精细转型◆。

  “十四五”时期,我国抽蓄产业实现快速发展-☆,装机容量显著增长★=,并在技术创新、市场化改革等方面取得重要突破▪☆▪。截至2025年9月▷•▽,全国抽蓄电站总装机容量达到6236.5万千瓦,提前完成“十四五”规划提出的6200万千瓦投产目标●▲◆,总装机容量已连续9年居世界首位。

  目前,我国抽蓄电站已建成40余座,在建项目超30个,形成涵盖规划、设计、施工、装备制造、运维管理的完整产业链☆。如今,我国抽蓄电站布局持续优化,从地域分布看=●,抽蓄电站建设正从东部沿海向中西部拓展,形成“东部沿海加速、中部崛起、西部启动▽●▲”的格局。

  各地在刚刚发布的“十五五•”规划建议中,均将抽蓄作为构建新型能源体系的核心抓手•☆-。在华东地区,浙江强调推进抽蓄有序发展▽★,福建则提出科学布局抽蓄以服务新型能源体系建设。在华北地区☆○,山西则强调科学布局抽蓄,推动○•◇“源网荷储”一体化发展□;山东更是明确要科学布局抽蓄、压缩空气、电化学等多种储能设施。在中部地区-▼,河南提出科学布局抽蓄•,大力发展新型储能;湖北致力于打造全国重要电力调蓄中心;湖南则强调挖掘水资源潜能,推进老旧机组替换。在东北地区,辽宁加快清原等抽蓄项目开发,吉林推进抽蓄工程布局,黑龙江则坚持风光水氢多能并举☆■,积极发展抽蓄。在南方与西南地区◆▲●,广东科学布局抽蓄和新型储能,贵州因地制宜布局抽蓄与氢能•▼▷。

  “全国一盘棋的梯次布局◆,既满足了不同区域的电网调节需求,也带动了地方经济发展与基础设施完善▷□。”陈东平表示,需要注意的是优质站址资源日益稀缺◆△•,项目开发面临水资源○☆、生态红线、移民安置等多重约束。需要更精细化的选址和更友好的生态设计。

  随着技术进步与规模化效应显现,抽蓄电站的单位千瓦投资已从过去的6000—7000元降至5000元左右◁▪■,生命周期度电成本显著下降◇。同时,电力市场化改革深入推进★,抽蓄电站通过参与辅助服务市场、容量市场等获得合理收益的模式逐步成熟。

  面对新能源占比不断提升的态势▽○△,抽蓄行业正从单一的工程建设向技术创新★、产业融合■▷•、数字化转型等多个维度实现突破,以塑造未来发展的新优势。

  在业内人士看来,我国抽蓄技术的迭代正朝着更高水头、更大容量、更快响应的方向发展★。天台电站的42.5万千瓦机组并非终点,企业层面会根据实际情况开展50万千瓦及以上机组的研发工作,单机容量有望进一步提高。

  在业内人士看来-■,可变速抽蓄机组有望成为发展热点。与传统定速机组相比,它的调节范围更广●◇△、响应速度更快,能够更为灵活地适应新能源的波动。预计到2030年,可变速机组将成为新建电站的主流选择。

  陈东平认为,抽蓄电站不再局限于单一的调峰功能,而是与风电、光伏、储能▽=▼、氢能等进行协同发展,形成“风光水火储一体化”基地。尽管我国抽蓄行业发展势头迅猛,且各地“十五五□”规划建议已勾勒出宏伟蓝图,但仍面临一些挑战:一是部分项目的开发周期较长,审批流程需要进一步优化◆;二是高水头、大容量机组的核心部件在可靠性方面仍须提升;三是跨区域协调机制有待完善,以充分发挥电网的整体调节能力▪。

  面对这些挑战,业内普遍认为,行业需从三方面发力◇▪:一是强化科技创新,集中力量攻克高水头密封、高强度材料、智能控制等关键技术,提高产业链的自主可控能力;二是完善政策支持,简化审批流程,健全市场化电价机制▲,引导社会资本参与,落实各地□◆▼“十五五-◆”规划建议中的储能发展目标;三是加强国际合作△…,积极参与国际标准制定,推动中国技术◆△、装备•、标准“走出去■•”,为全球能源转型贡献“中国方案”。

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