2024年12月31日8時08分，世界裝機容量最大的抽水蓄能電站——國網新源河北豐寧抽水蓄能電站11號機組正式投入商業運行，標志著電站實現全面投產發電。
1995年啟動項目前期工作，2013年5月正式開工建設，2021年12月首批兩臺機組投產發電……多年來，克服重重挑戰，攻克諸多難關，在燕山深處灤河上游，由我國自主設計建設的世界最大抽水蓄能電站，從夢想變為現實。
2024年12月31日，國網新源河北豐寧抽水蓄能電站地下廠房內，技術人員正在進行日常巡檢。 河北日報記者田明攝
“昨天，電站單日抽水電量1227.16萬千瓦時，發電664.67萬千瓦時。”1月1日，拿到電站全面投產發電首日的最新運行數據，國網新源河北豐寧抽水蓄能電站運行部負責人趙日升難掩激動。
2024年12月31日8時08分，隨著最后一臺變速機組投入商業運行，國網新源豐寧電站12臺機組全部投產發電，這座世界最大“超級充電寶”正式滿格運行。
趙日升介紹，作為世界裝機容量最大的抽水蓄能電站，電站上水庫一次蓄滿可儲存新能源電量近4000萬千瓦時，12臺機組滿發利用小時數達到10.8小時，是華北地區唯一具有周調節性能的抽蓄電站。
海河流域灤河干流上游，距北京市直線千米、距承德市直線千米的群山之間，兩片湖水清澈明亮，國網新源豐寧電站就位于這里。
河北特別是張承壩上地區，風能、光能資源富集，風電、光伏發電裝機規模突破1億千瓦。然而，風機、光伏發電具有波動性、隨機性，當“追風逐日”有了規模，隨之產生的消納和儲能問題就凸顯出來。
灤河東去，流淌至豐寧滿族自治縣四岔口鄉永利村，四周高山聳立，峰嶺成群，水流湍急。國網新源豐寧電站的建設，恰恰就依托于這樣的地理環境優勢。
“電站上水庫位于山谷中央，如同一個天然水盆，通過在山體深處修建的6條直徑約7米的雙向水道，與下水庫相連。兩座水庫高差達到425米。”電站機電部高級師雷華宇說。
用電低谷時，電站用富余電能將水從下水庫抽至上水庫儲存起來；用電高峰時，將水從上水庫放至下水庫發電。
一抽一放，抽水蓄能電站馴服了“不聽話”的風光資源，把低谷過剩電能轉為高峰優質電能，被譽為“超級充電寶”。
“這里是建設抽水蓄能電站的絕佳之地，同樣也在京津冀電網格局中占據著關鍵位置。”雷華宇表示，這里緊臨京津冀負荷中心和冀北千萬千瓦級新能源基地，是華北、東北地區綠電進京必經通道。
2021年12月30日，國網新源豐寧電站首批兩臺機組正式投產發電。它一出場，便用源源不斷的綠電點亮了北京冬奧場館。
“北京冬奧會、冬殘奧會期間，電站接入柔性直流電網，實現了新能源多點匯集、風光儲多能互補、源網荷協同，在源頭上降低了新能源發電的波動。”雷華宇介紹，此舉保障了北京冬奧場館100%綠電供應，為破解新能源大規模開發利用難題提供了“中國方案”。
自首批兩臺機組投產發電至2024年12月31日，電站已累計發電87.83億千瓦時，消納新能源110.84億千瓦時。
“抽水蓄能是目前技術最為成熟的大容量儲能方式，是電力系統安全防御體系的重要組成部分。”國網新源河北豐寧抽水蓄能有限公司董事長倪晉兵表示，它可以有效解決風、光等新能源發電的隨機性、波動性、間歇性問題，能夠快速響應電網靈活調節的需求，保障大電網的安全穩定運行。
滿格運行后，國網新源豐寧電站每年可消納綠電87.16億千瓦時，供應綠電66億千瓦時，可滿足260萬戶家庭一年用電量，為京津及冀北地區電網安全運行裝上穩定器、調節器。
2024年12月31日拍攝的國網新源河北豐寧抽水蓄能電站上水庫。 河北日報記者田明攝
裝機容量世界第一、儲能能力世界第一、地下廠房規模世界第一、地下洞室群規模世界第一，“手握”四項世界第一，國網新源豐寧電站將綿綿綠電穩穩送達京津冀。
“建設之初，這還是條難以馴服的‘流沙河’。”電站工程部工程師賈晉說，下水庫在原豐寧水庫基礎上修建，由于上游生態脆弱，水土流失嚴重，當時水庫年均入庫沙量達171萬立方米。
“按當初預計，如不解決泥沙問題，庫容4100多萬立方米的下水庫，24年后將被填平。”賈晉說，平均每立方米9.43公斤的含沙量，也將對機組造成嚴重磨損，大大降低使用壽命。
為此，電站委托武漢大學、中國水科院開展泥沙淤積數學模型技術和物理模型實驗，在水庫庫尾設置攔沙壩及泄洪排沙設施，建成了我國抽水蓄能電站中泄洪排沙建筑物布置最復雜的下水庫，累計清理灤河底部泥沙180余萬立方米。
總裝機360萬千瓦，約相當于六分之一個三峽水電站；上水庫庫容4504萬立方米，一次最大儲能近4000萬千瓦時……泥沙問題的妥善解決，讓兩個水庫實現暢通的水循環，為電站實現裝機容量、儲能能力世界第一，打下了堅實基礎。
乘車從山腰處的洞口進入地下廠房，一條條洞室縱橫交錯，規模龐大的地下工程，令人驚嘆。
這里是同時停放11架波音737客機的地下廠房，規模世界第一。地下洞室多達190條，總長度50.14千米，規模世界第一。
在國網新源豐寧電站的布局中，連接上下水庫的管道、用于抽水發電的機組等核心設施，全部位于大山腹中。要在大山中掏出一個穩固且龐大的空間，難度可想而知。
“山體內巖石年代久遠，蝕變帶、裂隙多，平均每30厘米就會出現一組裂隙，傳統工藝開挖，很可能塌方或變形。”電站工程部主任王蘭普說，剛開建，地質變形難題就橫在他們面前。
為啃下這塊硬骨頭，建設者們放棄傳統整體爆破方法，把高達54.5米的地下廠房分成9層，在施工中不斷通過錨桿、錨索、錨板等多種技術措施進行加固，如穿糖葫蘆般有效控制地下廠房開挖中的變形問題。
2019年10月28日，地下洞室開挖完成，該電站在國內首次系統性攻克復雜地質條件下超大型地下洞室群建造關鍵技術，為復雜地質條件下抽蓄電站建設提供了解決方案。
12臺機組中，11號、12號兩臺變速機組是雷華宇的“心尖子”，它們是國內首次引進的大型變速抽水蓄能機組，響應電網調節需求更加靈活。
“定速機組在勵磁系統投入后到完全并網需50多秒，而變速機組只需2秒。”雷華宇說，變速機組不僅響應更快，還能更加精準滿足電網需求，做到按需供應。
由于是國內首次引進，沒有安裝、整組啟動調試標準和工作經驗，技術團隊面臨嚴峻考驗。
變速機組轉子重達455噸，每分鐘轉速高達428.6轉。由于缺乏安裝經驗，最初安裝時就出現整體疊裝完成后鐵芯變形等突發問題。
變速機組轉子上下護環與定子鐵心理論單邊間隙僅為5毫米，加上吊裝過程中保護墊板3毫米厚度影響，吊入間隙僅剩2毫米，為目前國內抽蓄機組轉子吊裝最小間隙。
多少個日夜，雷華宇和一群平均年齡僅30.5歲的同事們一次次攻關，創造了我國抽水蓄能發展史上多個紀錄，先后解決轉子鐵芯變形、定轉子最小吊裝間隙等12項關鍵技術難題，填補國內空白。
截至目前，國網新源豐寧電站累計獲得省級、行業協會科學技術進步獎7項，制定國家、行業標準7項，獲得發明專利13項、實用新型專利56項，為我國抽水蓄能行業的技術革新和抽蓄電站大規模、高質量開發建設提供了示范。
2024年12月31日，國網新源河北豐寧抽水蓄能電站11號機組正式投入商業運行。 河北日報記者田明攝
2024年最后一天，伴隨世界最大“超級充電寶”滿格運行，豐寧清潔能源并網裝機規模達到1030萬千瓦，成為承德首個突破千萬千瓦的縣。
豐寧發展清潔能源產業條件得天獨厚，擁有豐富的光能、風能、水能資源。年日照時長達2903個小時，光伏年可利用小時數達1600小時；壩上地區年平均風速7.5米以上，風電可利用小時2800小時以上；全縣五大水系年均水資源總量約4.48億立方米。
“國網新源豐寧電站的建設運行，進一步拓寬了風電、光伏等可再生能源開發空間，為我們依托資源優勢，加快構建新型電力系統和新型能源體系按下‘快進鍵’。”該縣清潔能源發展中心主任龔雪冬表示。
2024年12月17日，走進位于豐寧經濟開發區的國華豐寧新能源產業園，綜合智慧能源管理平臺即將正式投用。
打開平臺，國華各風電場的每一塊光伏板、每一臺風機各項數據實時更新，現場畫面清晰可見。未來，平臺可通過大數據分析，實時分析區域清潔能源利用效率，為優化產業結構、合理配置能源提供輔助決策。
2022年，成立清潔能源發展中心。2023年，成立清潔能源產業推進專班，統籌全縣清潔能源場景建設。
“我縣制定‘1+3’領導包聯責任制，對風光電項目，實施四級包保。每個項目都由一名縣領導牽頭，一個縣直部門、一個相關鄉鎮、一個企業主體共同參與，堅持一包到底，嚴格落實包項目手續、包力量統籌、包問題解決、包建設進度、包入庫入統的‘五包’責任，最大程度提升項目建設成效。”龔雪冬介紹，2024年該縣共開工清潔能源項目19個。
為進一步延伸產業鏈條，豐寧持續加大招商力度。在風電裝備領域，建成遠景能源河北有限公司北方地區陸上智能風機總裝基地，2023年實現產值23億元。2024年，遠景能源總投資約2億元的風機齒輪箱制造項目開工建設。
儲能裝備制造齊頭并進。投資2億元的超低溫儲能電池項目、投資3000萬元的儲能電池組裝項目、投資1億元的磁懸浮儲能飛輪系列產品研發項目相繼落地。
“豐寧將努力打造北京清潔能源電力供應基地、北京綠氫應用基地、國家級儲能產業基地、華北清潔能源制造基地，加快形成清潔能源裝備制造產業集群。”豐寧滿族自治縣副縣長陳振華表示。（河北日報記者 陳寶云 李建成 周聰聰）
國網新源河北豐寧抽水蓄能電站業主營地內，一棵棵蒙椴、白樺等本地樹種成為花園綠地的主角兒。
“這些樹木都是從上水庫庫區移植下來的。在建設中，我們一直致力于保護當地生物多樣性。”電站工程部工程師賈晉說。
灤河是京津重要水源地，改善提升灤河流域生態環境關系到京津冀的可持續發展。近年來，國網新源豐寧電站主動配合灤河水環境治理工程，新建攔沙庫調蓄泥沙，累計清理工程區內灤河干流底部淤泥180余萬立方米。積極改善灤河濕地生態環境，增加工程區濕地面積800余畝，吸引了黑鸛、白鸛、白鹡鸰、白天鵝等珍貴鳥類前來棲息。
“高陡邊坡生態恢復難度大、投入高，為了讓所有區域應綠盡綠，我們采用植被混凝土、植生袋護坡、植生毯等綜合治理措施，破解這一生態恢復難題。”賈晉說，電站累計完成7000余畝永久征地綠化和2900余畝臨時用地復墾。
“以前村民外出要翻越山梁，道路狹窄崎嶇，到縣城需要兩個半小時車程。”豐寧滿族自治縣四岔口鄉永利村黨支部書記梁永說，電站落戶該村后，擴寬道路、挖通隧道，到縣城的車程縮短到了1個小時。
行走在干凈整潔的永利村，小花園、小游園精致美觀，賓館、飯店、超市等商業配套齊全。服務電站建設者和村民的縣醫院永利分院內，不光有縣醫院醫務人員長期坐診，還配備了彩超、X射線攝影等醫療設備，讓大家足不出村便可享受到縣級醫院的醫療服務。
干溝門村位于電站下游10公里的深山峽谷中，受地理條件制約，全村人均耕地只有2.1畝。“以前村里要啥沒啥，是遠近聞名的貧困村。”干溝門村黨支部書記肖鳳國說。
2013年，電站正式開工后，與附近鄉鎮簽訂勞務用工框架協議，優先吸納當地勞動力，讓干溝門村百姓看到了希望。
“有點技術的村民每月能收入5000多元。沒啥技術的村民可以當保安、做保潔、在食堂做飯，平均每月也有3000多元收入。最多時，電站為我們村提供了近百個就業崗位。”肖鳳國說，除了實實在在的收入，電站還幫助該村修筑防洪堤壩、跨河大橋等基礎設施，讓曾經的貧困村走上了致富路。
抽水蓄能電站投資大、建設周期長，具有帶動力強、中長期經濟效益顯著等優勢，可有力帶動電源、電工裝備、用能設備、原材料等上下游產業發展，推動裝備制造業轉型升級，提高產業鏈供應鏈穩定性和現代化水平，對穩投資、保就業、惠民生意義重大。
據統計，電站開工以來，累計消耗鋼材13.7萬噸、本地水泥近80萬噸，累計向地方納稅4.58億元。建設高峰期每年拉動當地消費超3000萬元，投產運行期間每年吸納當地勞務人員近400人，為鄉村振興和當地經濟發展注入強勁動力。（文/河北日報記者 陳寶云）
