近日，國(guó)家電網(wǎng)公司2017年電源項(xiàng)目第二次物資招標(biāo)采購(gòu)（水電主機(jī)）中標(biāo)名單公布，通用電氣水電設(shè)備（中國(guó)）有限公司、上海福伊特水電設(shè)備有限公司、哈電集團(tuán)哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司 （簡(jiǎn)稱(chēng)“哈電機(jī)”）、東方電氣集團(tuán)東方電機(jī)有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“東方電機(jī)”）分別中標(biāo)國(guó)家電網(wǎng)公司正在建設(shè)的安徽金寨抽水蓄能電站、河南天池抽水蓄能電站、山東文登抽水蓄能電站、山東沂蒙抽水蓄能電站四大抽水蓄能電站的水泵水輪機(jī)及其附屬設(shè)備、發(fā)電電動(dòng)機(jī)及其附屬設(shè)備。

多年來(lái)，我國(guó)水電設(shè)備制造企業(yè)通過(guò)不斷的努力，形成了獨(dú)立、完整，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的抽水蓄能機(jī)組技術(shù)體系，完全掌握了抽水蓄能機(jī)組核心技術(shù)。

“中國(guó)造”抽水蓄能機(jī)組達(dá)世界先進(jìn)水平

2016年4月12日，國(guó)產(chǎn)最大單機(jī)容量的浙江仙居抽水蓄能電站首臺(tái)抽水蓄能機(jī)組成功并網(wǎng)發(fā)電，機(jī)組各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均優(yōu)于設(shè)計(jì)值。該機(jī)組核心設(shè)備水泵水輪機(jī)、發(fā)電電動(dòng)機(jī)以及自動(dòng)控制系統(tǒng)均由我國(guó)企業(yè)自主設(shè)計(jì)制造，標(biāo)志著抽水蓄能機(jī)組國(guó)產(chǎn)化實(shí)現(xiàn)了又一次重大飛躍。

該電站安裝4臺(tái)單機(jī)容量37.5萬(wàn)千瓦抽水蓄能機(jī)組，其中4臺(tái)機(jī)組發(fā)電電動(dòng)機(jī)部分由東方電機(jī)自主設(shè)計(jì)、制造；哈電機(jī)承擔(dān)了該電站水泵水輪機(jī)及其附屬設(shè)備的研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、安裝指導(dǎo)以及部分調(diào)試任務(wù)。

抽水蓄能電站具有啟動(dòng)靈活、調(diào)節(jié)速度快的優(yōu)勢(shì)，是技術(shù)成熟、運(yùn)行可靠且較為經(jīng)濟(jì)的調(diào)峰電源與儲(chǔ)能電源。抽水蓄能機(jī)組的設(shè)計(jì)和制造，是水力發(fā)電設(shè)備制造行業(yè)中最復(fù)雜、最困難的，將其比喻為水電行業(yè) “皇冠上的明珠”也不為過(guò)。

水泵水輪機(jī)是抽水蓄能機(jī)組的核心和原動(dòng)機(jī)，一直以來(lái)，穩(wěn)定性和運(yùn)行效率兼顧問(wèn)題，始終是行業(yè)研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。“離心力和慣性力共同作用，往往造成機(jī)組在某些工況下運(yùn)行極不穩(wěn)定，這就是業(yè)內(nèi)人士常說(shuō)的‘S’特性。”哈電機(jī)總專(zhuān)業(yè)師魏顯著介紹說(shuō)，面對(duì)這一世界性難題，哈電機(jī)積極革新設(shè)計(jì)理念，采用獨(dú)特的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，最終實(shí)現(xiàn)了機(jī)組各工況性能的合理匹配，使“S”區(qū)水頭安全裕量和“駝峰”區(qū)揚(yáng)程裕量分別高達(dá)18.6%和4.7%，滿足了機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的要求。

實(shí)際上，早在2009年12月，東方電機(jī)就獲得福建仙游抽水蓄能電站4臺(tái)30萬(wàn)千瓦機(jī)組合同，4臺(tái)機(jī)組全部由東方電機(jī)自主研發(fā)、制造，該項(xiàng)目在2013年已經(jīng)全部投運(yùn)，運(yùn)行狀況良好，受到了業(yè)主、設(shè)計(jì)院、項(xiàng)目公司的一致好評(píng)。仙游抽水蓄能電站的順利投運(yùn)，標(biāo)志著我國(guó)打破了國(guó)外對(duì)大容量抽水蓄能技術(shù)的壟斷，完全掌握了抽水蓄能核心技術(shù)。

向掌握高端抽水蓄能核心技術(shù)邁進(jìn)

時(shí)至今日，東方電機(jī)抽水蓄能機(jī)組綜合技術(shù)產(chǎn)生了三次質(zhì)的飛躍，實(shí)現(xiàn)了抽水蓄能科技創(chuàng)新的“三級(jí)跳”：機(jī)組參數(shù)水平達(dá)到世界先進(jìn)水平；機(jī)組穩(wěn)定性、安全性指標(biāo)達(dá)到世界先進(jìn)水平；機(jī)型成功擴(kuò)展至700米的高水頭范圍。

東方電機(jī)達(dá)到了世界抽水蓄能機(jī)組頂級(jí)水平，形成了獨(dú)立、完整，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和東方特色的抽水蓄能機(jī)組技術(shù)體系；培養(yǎng)了完整的涵蓋研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、成套、安裝、調(diào)試的年輕有為的技術(shù)和管理隊(duì)伍，具有可持續(xù)發(fā)展的能力。

隨著抽水蓄能機(jī)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(wèn)題。為了兼顧其匹配性，設(shè)計(jì)水輪機(jī)時(shí)，不得不退而求其次，放棄水力性能優(yōu)越的轉(zhuǎn)速。若要解決這一矛盾，就必須采用新的定子繞組連接方式。于是，分?jǐn)?shù)極路比繞組應(yīng)運(yùn)而生。

“采用集眾多優(yōu)點(diǎn)于一身的分?jǐn)?shù)極路比關(guān)鍵技術(shù)制造的機(jī)組，不僅主保護(hù)方案簡(jiǎn)單，占地面積小，而且電站系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)更高，除了能夠應(yīng)用在類(lèi)似的抽水蓄能機(jī)組中以外，而且可以推廣應(yīng)用至常規(guī)的水火電產(chǎn)品中。這項(xiàng)技術(shù)即將應(yīng)用于黑龍江省首座大型抽水蓄能電站機(jī)組———荒溝電站的設(shè)計(jì)制造中。”魏顯著說(shuō)。

“十三五”期間，我國(guó)將繼續(xù)加快特高壓電網(wǎng)建設(shè)，清潔能源也將繼續(xù)快速發(fā)展，這必然要求系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力和保障手段的同步增強(qiáng)。加快建設(shè)抽水蓄能電站在保障能源電力安全、促進(jìn)清潔能源消納、提高能效、治理霧霾、拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、服務(wù)民生中的戰(zhàn)略意義和全局影響將更加凸顯。我國(guó)水電設(shè)備制造企業(yè)必將乘著國(guó)家“十三五”規(guī)劃的東風(fēng)，在高水頭、大容量、高轉(zhuǎn)速及變轉(zhuǎn)速等高端抽水蓄能核心技術(shù)方面繼續(xù)開(kāi)拓創(chuàng)新，登上世界抽水蓄能機(jī)組設(shè)計(jì)制造的最高峰。