近日,新疆和静抽水蓄能电站项目主体工程正式启动建设,标志着这一总投资100亿元、装机容量210万千瓦的国家级重点能源工程进入全面施工阶段。作为《抽水蓄能中长期发展规划(2021—2035年)》“十四五”重点实施项目,同时也是全国首个与常规水电一体化规划、开发、运营的抽水蓄能工程,该电站的建设将显著提升南疆地区电网调节能力,为开都河流域新能源集聚区消纳、新疆电网安全稳定运行及“双碳”目标实现提供核心支撑。
工程规划与技术体系:水蓄一体化与高参数设计
新疆和静抽水蓄能电站位于巴音郭楞蒙古自治州和静县北部,上水库选址于开都河中游右岸山顶洼地,正常蓄水位2160米,总库容1067万立方米;下水库依托滚哈布奇勒水电站水库专用库容,正常蓄水位1730米,总库容1.26亿立方米,最大坝高63米。电站采用“两库四机”布局,安装4台单机容量525兆瓦的立轴单级混流可逆式水泵水轮机组,总装机容量210万千瓦,额定水头585米,输水系统水平总长度达4280米,综合效率达82.5%,设计年发电量32.1亿千瓦时,年抽水电量42.8亿千瓦时,调峰填谷能力位列全国前列。
在输水系统设计上,主洞直径8.2米,两级斜井总落差达348米,尾水调压室采用差动式结构,通过三维流体动力学模拟优化水流脉动压力,将机组振动幅值控制在0.03毫米以内。地下厂房最大开挖跨度30米,高度58米,采用“先中导洞后扩挖”分层施工技术,结合光纤光栅实时监测系统,确保围岩变形量低于2.5毫米。机电设备方面,机组选用东方电气集团自主研发的高水头可逆式机组,额定转速500转/分钟,效率区间达93%-97%,转轮抗空蚀寿命较传统机型提升40%。
生态保护:最小干预与全周期修复
项目建设严格遵循“生态红线零突破”原则。根据环评报告,施工期用水总量42万立方米,仅占和静县年用水总量的0.28%,并通过砂石加工系统废水循环利用实现85%回用;运行期下泄生态流量不低于2.5立方米/秒,保障开都河下游鱼类产卵场生态基流需求。施工临时占地严格限制在3875亩红线范围内,避让周边2处国家级公益林核心区,对受影响的15公顷高山草甸实施“表层剥离-异地假植-原位回铺”修复技术,计划补植天山云杉、圆柏等本地树种8.6万株,恢复草地面积60公顷。
水土流失防治采用“截排水沟+植生毯+生态袋”组合工艺,布设挡渣墙3.2公里、排水沟10.4公里、沉沙池18座,水土流失总治理度达99%。移民安置方面,项目涉及搬迁的6户19人均已完成协议签订,安置房建筑面积较原住房提升25%,配套新建10千伏供电线路3公里、沥青道路2.1公里,并按人均耕地2亩标准落实生产安置,补偿资金通过“一卡通”系统直接发放,全过程接受自治区移民管理机构监督。
经济效益:全产业链协同与电网增效
电站建设期内将直接拉动投资100亿元,其中机电设备采购占比38%(含水泵水轮机、发电电动机、主变压器等),土建工程占比45%(含地下洞室群开挖、混凝土浇筑等),环保与移民安置投入占比7%。施工高峰期可提供就业岗位3500个,消耗钢材12万吨、水泥85万吨,带动本地工程机械租赁、砂石骨料加工等关联产业产值约15亿元。
投运后,电站年均发电收入可达14.3亿元,抽水电费支出9.2亿元,净收益5.1亿元,投资回收期预计为20年(含建设期)。其调峰填谷功能可使南疆地区火电机组年均利用小时数降低350小时,减少标准煤耗45万吨/年,对应减排二氧化碳118万吨、氮氧化物3200吨。电站响应电网负荷变化的速度达到秒级(从静止至满负荷仅需110秒),可平抑光伏出力日内波动超过60%,预计每年减少弃光损失15亿千瓦时,提升新能源利用率10个百分点。对地方财政的贡献方面,电站运营后每年可缴纳增值税、资源税等税费约2.1亿元,其中65%留存地方财政,专项用于和静县教育、医疗设施升级。
技术创新:智能建造与运维体系革新
项目深度融合BIM(建筑信息模型)与数字孪生技术,构建覆盖设计、施工、运维全周期的智能化管理平台。施工阶段,通过无人机航测与三维地质建模,将地下厂房开挖精度控制在±5厘米;运行期将接入国家能源集团“智慧水电大脑”系统,实时监测水轮机摆度、定子线棒温度等214项关键参数,数据采样频率达每秒10000点。基于深度学习的故障预警模型可提前96小时识别设备异常,准确率超90%,较传统模式提升运维效率50%。
在设备维护领域,项目创新应用“状态检修+预防性维修”混合策略。以发电电动机为例,通过安装光纤测温传感器与局部放电监测装置,建立定子绝缘状态评估模型,将大修周期从8年延长至12年,单次检修成本降低180万元。地下厂房配置挂轨式巡检机器人6台、轮式机器人4台,搭载声纹识别与热成像模块,实现廊道、竖井等区域24小时无人化巡检,人力成本降低75%。
工程进展:节点管控与质量保障
项目于2022年4月完成预可行性研究,2023年9月获自治区发改委核准,2023年11月28日举行开工仪式,主体工程由中国电建集团西北勘测设计研究院EPC总承包,中国安能集团第三工程局、葛洲坝集团联合施工。关键节点计划如下:2024年12月完成导流洞贯通,2025年10月实现地下厂房首层开挖,2027年6月启动机组安装,2029年12月首台机组调试并网,2030年12月全容量投运。
质量控制方面,工程建立“原材料-工艺-成品”三级检测体系。截至目前,已完成混凝土抗压强度试验58组,28天龄期强度均达C35标准;压力钢管焊缝X射线探伤一次合格率99.6%,超声波探伤合格率100%;灌浆工程采用GIN法(灌浆强度值法),帷幕灌浆单位耗灰量控制在35公斤/米以内,透水率小于1吕荣。
政策支撑:国家战略与地方协同
项目的快速推进得益于多重政策赋能。国家能源局《抽水蓄能中长期发展规划》明确将和静电站列为“十四五”重点实施项目,并给予容量电价0.38元/千瓦时的保障性收益。新疆维吾尔自治区出台《抽水蓄能项目开发建设管理办法》,建立“联审联批”机制,将用地预审、环评、水保等12项审批事项并联办理,核准周期压缩至10个月。
在电力市场机制方面,电站纳入南疆电网调峰辅助服务市场,享受0.65元/千瓦时的调峰补偿;与国网新疆电力公司签订25年容量租赁协议,锁定基础收益的同时参与现货市场竞价,预期年均收益提升12%。
新疆和静抽水蓄能电站的全面建设,开创了抽水蓄能与常规水电一体化开发的先河,通过资源集约利用、技术集成创新、生态精准修复的协同实践,为新型电力系统建设提供了可复制的标杆范例。其210万千瓦装机容量、585米额定水头、82.5%综合效率等核心指标,标志着我国在高海拔地区大型抽水蓄能电站设计建造领域达到国际领先水平。
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