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哈電電機引領(lǐng)我國抽水蓄能技術(shù)持續(xù)躍升

作者： 2021年12月21日來源：瀏覽量：

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■富宏杰王學善由慶祝圖為哈電電機技術(shù)人員研究抽蓄機鋼套工藝改造。　　日前，國家能源局公布的抽水蓄能發(fā)展規(guī)劃明確：到2025年，抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模較“十三五”翻一番，達到6200萬千瓦以上。到2030年，抽水

■ 富宏杰王學善由慶祝

圖為哈電電機技術(shù)人員研究抽蓄機鋼套工藝改造。

　　日前，國家能源局公布的抽水蓄能發(fā)展規(guī)劃明確：到2025年，抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模較 “十三五”翻一番，達到6200萬千瓦以上。到2030年，抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模較“十四五”再翻一番，達到1.2億千瓦左右。

　　這是以哈電集團哈爾濱電機廠有限責任公司（以下簡稱哈電電機）為代表的我國電力裝備制造企業(yè)，推動我國抽水蓄能技術(shù)和裝備制造水平進一步躍升的重大機遇，對促進我國經(jīng)濟社會全面綠色轉(zhuǎn)型具有重要意義。

　　目前，哈電電機已參與了22座抽水蓄能電站、79臺套機組的研發(fā)制造，一次又一次把性能優(yōu)異、安全可靠的 “皇冠上的明珠”鑲嵌在祖國的大好河山。

　　作為我國電力裝備制造行業(yè)的龍頭企業(yè)，哈電電機積極服從服務于國家戰(zhàn)略，通過科研創(chuàng)新和攻關(guān)，推動我國抽水蓄能技術(shù)水平持續(xù)躍升，為蒲石河、響水澗、溧陽、仙居、敦化、豐寧、陽江等一大批國家重點抽水蓄能工程打造精品機組，促進了國家能源的清潔、低碳、綠色發(fā)展。

圓夢之旅

　　作為電網(wǎng)系統(tǒng)的重要一環(huán)，抽水蓄能電站既能在用電高峰期發(fā)電供能、又能在用電低谷期蓄水儲能，對保證整個電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行、提高供電質(zhì)量至關(guān)重要，被譽為水電 “皇冠上的明珠”。

　　長期艱辛探索。哈電電機從上世紀60年代，便開始了抽水蓄能研發(fā)的 “圓夢之旅”。1966年，結(jié)合密云電站各項參數(shù)，開始進行水泵水輪機水力研究；1977年，與清華大學等單位合作，開始進行100米水頭段水泵水輪機水力研究；從1980年代中期開始，先后開展了200米、300米和500米水頭段的水泵水輪機水力研究，并研發(fā)出了具有代表性的水泵水輪機轉(zhuǎn)輪。

　　取得實質(zhì)突破。2005年2月，國家發(fā)改委為了進一步推進我國抽水蓄能技術(shù)發(fā)展，支持哈電電機簽訂了寶泉、白蓮河等單機容量300兆瓦的抽水蓄能機組合同，要求加快抽水蓄能機組研制技術(shù)的研究速度。在國家的大力支持下，哈電電機多措并舉提升技術(shù)水平，全面掌握了抽水蓄能機組制造技術(shù)。

　　打破國外壟斷。哈電電機在博采眾長的同時，堅持加大自主創(chuàng)新力度，先后完成多個大型抽水蓄能項目機組的研發(fā)、設計和制造，摸索出了一套獨有的水力開發(fā)技術(shù)體系，打破了國外技術(shù)壟斷，實現(xiàn)了抽水蓄能機組的完全國產(chǎn)化。

創(chuàng)新之路

　　由于抽水蓄能機組自身的特性要求，不但設計水頭高，而且啟停機時工況復雜，對機組各部件的剛強度、抗疲勞性能等要求十分嚴格。哈電電機有針對性地創(chuàng)新、優(yōu)化，多年來，在水泵水輪機、發(fā)電電動機、控制系統(tǒng)裝置及系統(tǒng)集成技術(shù)等方面取得了多項重大成果，獲得國家發(fā)明專利6項，獲得省部級科技進步獎3項。

　　破解世界性難題。抽水蓄能機組的主要研發(fā)難點集中在效率與穩(wěn)定性同時兼顧的問題上，尤其是水力穩(wěn)定性更是難中之難。在水泵水輪機運行不穩(wěn)定區(qū)，業(yè)內(nèi)稱之為 “S區(qū)”和 “駝峰區(qū)”，機組并網(wǎng)困難是公認的世界難題。

　　以往的進口機組通常借助機械手段來實現(xiàn)機組并網(wǎng)，這樣不但結(jié)構(gòu)復雜，機組振動大，而且會嚴重影響機組的運行壽命和安全可靠性。哈電電機打破了傳統(tǒng)的機械思維方式，從水力設計的角度入手，解決了水泵水輪機不穩(wěn)定區(qū)并網(wǎng)難題，大大降低了機組的振動，提高了機組的安全可靠性，此項水力設計技術(shù)達到世界領(lǐng)先水平。

　　“分數(shù)極路比”誕生。隨著抽水蓄能機組容量的不斷增加，常出現(xiàn)容量、電壓和轉(zhuǎn)速不匹配的問題。為此，哈電電機科研人員想盡了所有繞組接線的可能性，繪制了上千種繞組接線圖，提出了分數(shù)極路比繞組的評價指標。通過持續(xù)地研究驗證，科研人員終于選出了最佳的繞組排列方案，并開發(fā)出了相關(guān)的程序，獲得了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的分數(shù)極路比繞組技術(shù)創(chuàng)新成果，填補了國內(nèi)技術(shù)空白。

　　此外，哈電電機還研發(fā)出水泵水輪機長短葉片轉(zhuǎn)輪、高轉(zhuǎn)速向心式磁極絕緣托板等獨創(chuàng)成果，為機組穩(wěn)定性和效率的雙向提高增加砝碼，達到世界領(lǐng)先水平。

傲人成績

　　在國家發(fā)展改革委、國家能源局、科技部、國家電網(wǎng)公司、南方電網(wǎng)公司等國家部委和業(yè)主單位的大力支持下，哈電電機走上大型抽水蓄能機組的自主化研制之路，培養(yǎng)了一批抽水蓄能領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人才，為我國抽水蓄能技術(shù)的完善和創(chuàng)新夯實了基礎(chǔ)。

　　完全自主知識產(chǎn)權(quán)。2008年4月，哈電電機喜獲安徽響水澗抽水蓄能機組合同。經(jīng)過不懈努力，響水澗機組于2011年成功并網(wǎng)發(fā)電，機組運行效率、壓力脈動、空化等綜合特性指標均達到了國際先進水平。

　　整體技術(shù)國際先進。哈電電機連續(xù)完成國家重點抽水蓄能項目機組研制任務，引領(lǐng)我國抽水蓄能裝備研制走上快車道。2015年，成功中標世界裝機容量最大的河北豐寧抽水蓄能電站機組合同；2016年，研制的當時國內(nèi)單機容量最大375兆瓦仙居抽水蓄能機組實現(xiàn) “一年四投”。同年，哈電電機在與國外企業(yè)公開競爭的項目中勝出，成功簽訂荒溝4臺300兆瓦抽水蓄能機組合同，并首次將發(fā)電電動機繞組對稱四支路技術(shù)應用其中。2017年，水頭變幅最大的溧陽抽水蓄能機組 “一年六投”，于次年通過了專項成果鑒定 “整體技術(shù)國際先進，關(guān)鍵技術(shù)國際領(lǐng)先”。

　　此外，哈電電機還先后簽訂了吉林敦化、山東文登、福建周寧、江蘇句容、廣東陽江、浙江縉云等抽水蓄能機組制造合同。其中，陽江抽水蓄能電站機組單機容量400兆瓦，為目前國內(nèi)單機容量最大；最高揚程超過700米、額定轉(zhuǎn)速500轉(zhuǎn)/分、綜合技術(shù)難度和技術(shù)水平為我國最高，屬世界級超高水頭電站。

　　目前，哈電電機正在開展單機容量425兆瓦、最高水頭近800米的抽水蓄能機組技術(shù)研究，將引領(lǐng)我國抽水蓄能技術(shù)和裝備制造水平再上新臺階，助力國家實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標。

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