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        從孤寂到喧囂:蒙西抽水蓄能電站發展歷程
        2021/10/2 8:30:51    新聞來源:搜狐頭條號

        “秦時明月漢時關,萬里長征人未還。但使龍城飛將在,不教胡馬度陰山”

        陰山,內蒙古中部的主要脈絡,自東向西綿延數百公里。大青山坐落在陰山山地中段,橫臥于包頭市、呼和浩特市、烏蘭察布市一線以北,其峰巒迭起,山高溝深,素以山高、谷深著稱。2015年6月,在將近2000米的大青山之巔,一汪天池赫然出現——呼和浩特抽水蓄能電站。

        一、曾經的孤寂內蒙古電網唯一的大型調節器

        抽水蓄能電站,顧名思義,抽水、蓄能。電站明顯的特征為具有上、下兩座水庫,利用輸水系統將其相連,在抽水、放水的過程中使電能與勢能相互轉換,從而達到蓄能的效果。電站運行時,抽水與發電可靈活轉換,即電能富裕時將水抽至上水庫進行蓄能,電能缺失時將水放至下水庫進行發電,還適用于調頻、調相、穩定電力系統的周波和電壓等,提升電網的調峰能力和系統運行的靈活性。

        全國性的抽水蓄能電站資源調查工作始于2009年,在行業主管部門對部分省份的抽水蓄能電站選點規劃進行批復后,多地區的抽水蓄能電站如雨后春筍般不斷涌現。內蒙古西部地區卻有些與眾不同,在過去的幾十年,有且僅有一座抽水蓄能電站——呼和浩特抽水蓄能電站。

        呼和浩特抽水蓄能電站(簡稱呼蓄電站),地處武川縣,上水庫位于大青山之巔,下水庫位于哈拉沁溝(利用一個幾字型彎曲河道筑壩而成)。電站于2004年5月開始籌建,2006年8月正式通過核準,2014年底1、2號機組投產,2015年6月3、4號機組投產,總裝機容量120萬千瓦,設計年發電量20.07億千瓦時,設計年抽水電量26.77億千瓦時。

        呼蓄電站在電網中的運行與其他抽水蓄能電站稍有不同,主因為網內電源結構不同。內蒙古自治區是我國最大型的以風、光為主的清潔綠色能源基地,在呼蓄電站投運之時,網內的風電和光伏裝機容量占比已達30%,利用抽水蓄能調節風光的波動性,內蒙古電網成為首選試驗田。通過預測和調度技術手段調和風光抽蓄優化運行,用抽蓄平抑風電和光伏的波動,聯合優化后使其出力平和穩定,減少化石能源消耗,更多接納新能源。

        經過多年的調度運行實踐,呼蓄電站作為內蒙古電網唯一的大型調節器,在網內與風光的聯動運行調度愈來愈靈活,作用愈來愈凸顯。隨著近年來風電光伏新能源容量的持續大幅增長,呼蓄電站運行次數明顯逐年增加。

        據統計,2018年至2020年間,呼蓄電站啟用頻繁,而同期,電網的棄風棄光現象也大幅改善,其中棄風率降低了5%,棄光率降低了1%。從而看出,呼蓄電站運行過程中,與風光新能源聯合調度運行,在充分發揮了削峰填谷作用的同時,有效助力蒙西地區的清潔能源消納。但2021年棄風率、棄光率明顯回升,其主要原因在于2021年并網風電光伏裝機容量增幅過大,一座抽水蓄能電站已明顯不能滿足內蒙古電網的需求。

        二、能源綠色低碳轉型的主戰場內蒙古清潔綠色能源基地

        風,在內蒙古從來都是不可或缺的存在?!帮L卷荒沙暗九天”,老舍先生的《內蒙即景八》中曾這樣描述,可見風之大、風之烈。自治區的風資源儲量占全國的三分之一,70米高度風能資源量15億千瓦,居全國首位。其中,巴彥淖爾市北部、包頭市、烏蘭察布市屬于蒙西地區風能資源豐富集中區域,部分區域已建成百萬千瓦級風電基地。

        內蒙古除了有豐富的風資源,光資源也不甘落后,這里有全國最大的沙漠集中式光伏發電基地——達拉特光伏發電基地。區域內光照時間長、強度大,太陽能年總輻射量在4831~7013MJ/㎡之間,是全國高值地區之一,全區年總輻射值由東北向西南逐漸遞增。

        在雙碳目標愿景下,2030年全國風電、太陽能發電總裝機容量將達到12億千瓦以上。

        內蒙古作為我國重要的清潔綠色能源基地,新能源將成為電力裝機增量的主體能源。根據《內蒙古自治區國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》,自治區依托豐富的風光資源,提出新能源倍增計劃,即到2025年,全區新能源裝機占比將超過50%,成為全區電力的主體能源。根據規劃,“十四五”期間,自治區將重點在包頭、鄂爾多斯、烏蘭察布、巴彥淖爾、阿拉善等地建設千萬千瓦級新能源基地。內蒙古自治區將成為實現“雙碳”目標、構建以新能源為主體的新型電力系統的主戰場之一。

        三、孤寂不再,攜手相伴蒙西地區抽水蓄能中長期規劃

        隨著風電、光伏等新能源電源的倍增式入網,內蒙古電網現有的火電以及抽水蓄能電站在超負荷運行狀態下,難以滿足電網需求。從2021年上半年運行數據可以看出,蒙西地區棄風率、棄光率較往年有增長趨勢,隨著新能源大批入網,此種現象還將加劇。為了適應新型電力系統建設和大規模高比例新能源發展需要,內蒙古電網范圍內亟需建設一批抽水蓄能電站。通過內蒙古電網電力系統模擬,在已建呼蓄電站120萬千瓦的基礎上,內蒙古電網2035年至少需要新增抽水蓄能電站裝機容量530萬千瓦。

        《抽水蓄能中長期發展規劃(2021-2035年)》(以下簡稱《規劃》)近日發布,到2030年,抽水蓄能投產總規模達到1.2億千瓦左右。重點實施項目340個,總裝機容量約4.21億千瓦;儲備項目247個,總裝機規模約3.05億千瓦。其中蒙西地區儲備抽水蓄能站點7個,總裝機容量780萬千瓦;重點實施項目3個,總裝機容量360萬千瓦。截至目前,已有兩個重點實施項目開啟前期設計工作,進度稍快的烏海抽水蓄能電站最遲2022年核準開工。

        從《規劃》中提出的重點實施項目來看,其裝機容量仍難滿足電網需求,未來還需待涉及生態紅線但經濟性優的部分儲備站點,在落實相關條件、做好與生態保護紅線等環境制約因素避讓和銜接后,將其進行開發建設。

        抽水蓄能電站運行靈活,是電力系統主要的調節電源,對保障電網安全運、促進新能源消納、構建以新能源為主體的新型電力系統具有重要意義。在“碳達峰、碳中和”目標引領下,積極發展抽水蓄能電站恰逢其時、勢在必行。隨著《關于進一步完善抽水蓄能價格形成機制的意見》的落地,在多重利好政策的催化下,蒙西地區抽水蓄能市場呈現一片繁榮景象。相信在不久的將來,呼蓄電站將不在孤單,內蒙古高原之巔必將出現汪汪清池,與呼蓄一起,攜手捍衛內蒙古電網的安全、助力雙碳目標的實現。(作者系中國電建集團北京勘測設計研究院有限公司規劃發展研究院副室主任趙杰君)

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