12月29日，全球最大的混合式抽水蓄能项目——雅砻江两河口混合式抽水蓄能项目正式开工建设。记者从雅砻江流域水电开发有限公司获悉，两河口混合式抽水蓄能项目位于四川省甘孜州雅江县，依托四川省内最大的水库——两河口水电站水库为上库，下游衔接梯级水电站牙根一级水电站水库为下库，扩建可逆式机组，形成两河口混合式抽水蓄能电站。
两河口混蓄项目是雅砻江流域水电开发有限公司在雅砻江中游开发建设的梯级混合式抽水蓄能项目，是全球最大的混合式抽水蓄能项目、全国大型清洁能源基地中首个开工的混蓄项目，也是我国海拔最高的大型抽水蓄能项目。两河口混蓄项目是四川省首个抽水蓄能项目，其开工建设，在四川电力发展史上具有里程碑意义。
▲【示意图1】雅砻江两河口混蓄电站与两河口水电站位置
全球最大的混合式抽水蓄能项目
两河口混蓄电站场址海拔3000米，拟安装4台30万千瓦可逆式机组，加上已建成的两河口水电站300万千瓦装机作为常规机组，总装机达420万千瓦，是目前全球最大的混合式抽水蓄能项目。据初步测算，两河口周边新能源富集，风能、光伏资源规模超过2000万千瓦。但风光等新能源发电具有间歇性、波动性和随机性。具有多年调节能力的两河口水电站可为350万千瓦左右的风光等新能源提供调节。
▲雅砻江两河口水电站水库
凭借抽蓄电站独特的抽水、发电能力，装机120万千瓦的两河口混蓄电站，能够进一步与周边风电、光伏电站的发电特性互补，配套消纳相当于自身装机规模3倍的新能源。通过水风光蓄一体化开发，两河口混蓄电站和两河口水电站能将700万千瓦左右随机波动的风电和光伏发电调整为平滑、稳定的优质电源，利用已有水电外送通道实现绿色清洁可再生能源打捆送出和跨区域消纳，带动和促进雅砻江流域水风光清洁能源协同集中开发。
▲雅砻江两河口水电站水库
根据规划研究，雅砻江流域水风光一体化基地总规模超1亿千瓦，其中水电约3000万千瓦、风电、光伏发电超6000万千瓦、抽水蓄能发电超1000万千瓦，全部建成后，将成为世界规模最大的绿色清洁可再生能源基地之一。雅砻江流域清洁能源基地纳入国家“十四五”规划以来，全球最大的水光互补电站——柯拉光伏电站、国家首批大型风电光伏基地项目——腊巴山风电等一批新能源项目开工建设，雅砻江公司加快推进流域水风光资源协同开发，不断取得新进展，基地建设从规划逐步变为现实。
▲雅砻江两河口水电站水库
作为四川省内最大的发电企业，雅砻江公司绿色清洁能源已投产装机近2000万千瓦，在建电站装机近600万千瓦。雅砻江流域水风光一体化基地全部建成后，每年可贡献清洁电能超2800亿千瓦时，相当于每年减少标准煤消耗约8500万吨，减排二氧化碳约2.3亿吨。
▲两河口水电站地下厂房
可有效缓解电网高峰供给和低谷清洁能源消纳压力
抽水蓄能是目前最常用的大规模储能技术，主要用于电力系统调峰填谷、调频调相和紧急事故备用等，具有技术成熟、效率高、容量大、储能周期不受限制等优点。混合式抽蓄能电站是兼具抽水蓄能和径流发电功能的水电站，电站上水库有充足的天然径流补给，既利用天然径流承担常规发电和水能综合利用等任务，又可增加调峰填谷、事故备用等任务。
同时相较于常规抽水蓄能电站，由于混合式抽水蓄能电站上水库利用现有水库，其具有工程投资小、水库淹没损失小、无移民安置、环境影响小、建设周期短等优势，其经济性和市场竞争力更好。
▲【示意图2】雅砻江两河口混蓄电站与两河口水电站位置
两河口混蓄电站是四川省“十四五”加快推进的重点项目。两河口混蓄电站建成后，具有抽水、发电“双向调节”作用，也就是对电网的调峰、填谷，电力缺口由发电调峰补充，电力富余则抽水填谷吸收。
具体来说，就是在新能源发电不足、电力短缺时，通过发电的方式为电网补充电力，把储备的水能转换为电能，即调峰；在新能源大发、电力充裕时，通过抽水的方式吸纳电网富余电力，把相应的电能储备成水能，即填谷。通过发挥抽水、发电“双倍调峰容量”优势，两河口混蓄电站可有效缓解电网高峰供给和低谷清洁能源消纳压力。
▲雅砻江两河口混蓄与两河口水电站位置
随着以新能源为主体的新型电力系统建设不断推进，电网控制将更为复杂，风险防控要求更高。两河口混蓄可凭借快速启停、快速功率调节特性，随时响应突发调节需求，承担系统紧急备用功能，提升电网韧性及安全水平，并助力电力系统更好地适应因风电、光伏的随机性、波动性造成的系统频率波动，有效缓解光伏早晚高峰出力陡增陡降造成的快速调节问题。两河口混蓄电站机组运行灵活，负荷跟踪能力强，是电力系统中理想的调频、调相电源，可有效提高四川省电力保供能力，优化四川电网电源布局，助力解决电网迎峰度夏、迎峰度冬等考验。
破解“超宽水头变幅大容量抽水蓄能机组稳定运行”世界难题
两河口混蓄电站的上库——两河口水库水位消落深度大，水头变幅达到80米，电站最大扬程270.3米，最小水头176米，水泵水轮机最大扬程与最小水头的比值（K 值）约为 1.53。水头变幅大，会导致低水头工况机组压力脉动幅值变大，机组稳定性变差。K值越大，水泵水轮机在低水头工况时就越难保证稳定性能，机组设计、制造难度越高。
目前，在该水头段国内已投运或在建的抽水蓄能电站混流式水泵水轮机的K值均未超过1.3，国外一般不超过1.48。因此，国内外尚无可借鉴的成熟项目经验，两河口混蓄电站机组选型设计难度为世界之最。
▲雅砻江两河口水电站下游面
为保证两河口混蓄电站机组选型方案安全可靠、经济可行，雅砻江公司联合设计院、设备制造厂以及国内顶尖专家开展研究论证，努力突破技术限制，积极开展技术最先进、性能更稳定的定速宽幅抽水蓄能机组研发，使机组稳定运行实现最大水头范围覆盖，进一步推进世界抽蓄机组技术发展。
两河口混蓄电站超宽水头变幅大容量抽水蓄能机组技术路线的选择以及后续机组的成功研发应用，将实现我国首台（套）超宽水头变幅大容量抽蓄机组技术落地，创造新的行业纪录；同时，也将节约两河口混蓄项目工程造价3.5亿元，有效提升机组运维经济性，为其他宽变幅抽水蓄能电站提供借鉴方案，进一步推进我国抽水蓄能机组技术发展。
红星新闻记者 林聪 图据雅砻江流域水电开发有限公司
编辑 柴畅