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2025年底，國家“十三五”規(guī)劃重大能源項(xiàng)目——國網(wǎng)新源河北易縣抽水蓄能電站首臺機(jī)組正式投運(yùn)。

這座太行山深處的“超級蓄電池”，總裝機(jī)容量120萬千瓦，年設(shè)計(jì)發(fā)電量超18億千瓦時。

作為“十二五”以來河北南部電網(wǎng)首個投運(yùn)的抽水蓄能電站，它在施工中攻克了哪些技術(shù)難點(diǎn)?又如何在電網(wǎng)中扮演“穩(wěn)定器”與“調(diào)節(jié)器”角色?記者對此進(jìn)行了現(xiàn)場探訪。

將為雄安新區(qū)輸送更多綠電

1月12日10時許，國網(wǎng)新源河北易縣抽水蓄能電站(以下簡稱“易縣抽水蓄能電站”)中控室內(nèi)，運(yùn)行人員緊盯著數(shù)據(jù)變化——電站開始抽水，電腦屏幕上各項(xiàng)參數(shù)平穩(wěn)跳動。

“這幾天天氣晴好，一般上午10點(diǎn)左右，我們就會接到調(diào)度指令開始抽水。到了下午四五點(diǎn)鐘，用電需求上來，我們就開始發(fā)電。”國網(wǎng)新源河北易縣抽水蓄能有限公司機(jī)電部主任侯錄江介紹。

2025年12月31日，國家“十三五”規(guī)劃重大能源項(xiàng)目——易縣抽水蓄能電站1號機(jī)組正式投產(chǎn)發(fā)電。這個位于太行山深處的工程總投資80.22億元，總裝機(jī)容量120萬千瓦，全部投產(chǎn)后設(shè)計(jì)年發(fā)電量可達(dá)18.07億千瓦時。

這項(xiàng)被譽(yù)為電網(wǎng)“穩(wěn)定器”與“調(diào)節(jié)器”的工程，究竟為何如此重要?答案藏在河北南部電網(wǎng)的負(fù)荷曲線與能源結(jié)構(gòu)變革里。

一直以來，河北南部電網(wǎng)負(fù)荷呈現(xiàn)典型的“三峰三谷”特點(diǎn)——春灌、度夏、度冬三個用電高峰，與春節(jié)、春末、秋季三個用電低谷交替出現(xiàn)，峰谷差較大。此外，我省電源結(jié)構(gòu)長期以火電機(jī)組為主，系統(tǒng)調(diào)峰手段主要依靠燃煤火電，靈活調(diào)節(jié)電源比例偏低，調(diào)峰面臨困難。

與此同時，我省能源轉(zhuǎn)型浪潮澎湃，風(fēng)光發(fā)電并網(wǎng)裝機(jī)容量快速增加。不過，風(fēng)能、太陽能(5.540, 0.00, 0.00%)“靠天吃飯”，發(fā)電出力波動大、不穩(wěn)定。當(dāng)艷陽高照或大風(fēng)驟起時，電網(wǎng)可能瞬間涌入大量電能，若無法及時消納，只能“棄風(fēng)棄光”;而當(dāng)無風(fēng)無光時，電力供應(yīng)又驟然緊張。電網(wǎng)的平衡與安全面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

新能源裝機(jī)容量快速增加，使電網(wǎng)調(diào)峰需求與日俱增。而雄安新區(qū)建設(shè)國際一流綠色智能電網(wǎng)的目標(biāo)，要求電網(wǎng)必須具備極強(qiáng)的抗擾動和快速調(diào)節(jié)能力。易縣抽水蓄能電站，正是在此背景下應(yīng)運(yùn)而生的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。

“抽水蓄能電站，猶如一個建立在山水之間的巨型蓄電池。”侯錄江介紹，它利用電力系統(tǒng)負(fù)荷低谷時的多余電能，將水從下水庫抽到上水庫，在負(fù)荷高峰或電力緊張時，再放水發(fā)電，將勢能轉(zhuǎn)化為電能送回電網(wǎng)。

這一過程，被稱作“填谷”和“調(diào)峰”。抽水和放水的反復(fù)循環(huán)之間，有效平抑了新能源發(fā)電的隨機(jī)波動，提高了電網(wǎng)接納清潔能源的能力和整體運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性。

侯錄江說，目前電站投運(yùn)的1號機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)，每小時可發(fā)電30萬千瓦時。剩余三臺機(jī)組正按計(jì)劃推進(jìn)安裝調(diào)試，預(yù)計(jì)今年全部投產(chǎn)。

屆時，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約8.98萬噸，減少二氧化碳排放約21.2萬噸，環(huán)境效益顯著。它還能優(yōu)化本地電源結(jié)構(gòu)，其電力會通過一條長約55公里的500千伏線路，接入河北南部電網(wǎng)的樞紐變電站——慈云變電站。

“位于定興縣的慈云變電站鄰近雄安新區(qū)，我們發(fā)出的電，會有一部分直接支撐雄安新區(qū)的用電需求。”侯錄江表示，全面投產(chǎn)后，未來雄安新區(qū)運(yùn)轉(zhuǎn)所需的清潔、可靠電力中，將有更多電力來自這里。

建設(shè)過程克服諸多技術(shù)難題

作為“十二五”以來河北南部電網(wǎng)首個投運(yùn)的抽水蓄能電站，易縣抽水蓄能電站從選址到建設(shè)，經(jīng)歷了諸多攻堅(jiān)克難的過程。

“抽水蓄能電站選址，要同時滿足好幾個條件。”國網(wǎng)新源河北易縣抽水蓄能有限公司工程部主任張振偉介紹，第一要有充足的水源，第二要有適合建造上下水庫的地形和足夠的水頭落差，第三要有適宜開挖隧洞的地質(zhì)條件，第四最好靠近電網(wǎng)負(fù)荷中心。

易縣抽水蓄能電站的選址，正是這幾個條件綜合權(quán)衡的結(jié)果：拒馬河提供了可靠水源，上下庫之間354米的額定水頭落差滿足發(fā)電要求，地形也適宜修建水庫。

更重要的，是此處較為理想的地理位置。向西、向北距淶源、山西和張家口等風(fēng)電、光伏富集區(qū)不遠(yuǎn)，向東北距北京僅100多公里，向東南距雄安新區(qū)不到100公里，正好處于新能源送出與負(fù)荷消納的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。

“這里作為負(fù)荷中心，既能承接西部、北部的新能源電力，又能快速將調(diào)峰電力輸送到京津冀用電負(fù)荷區(qū)。”張振偉說。

地形和位置雖然適宜，但太行山脈特殊的地質(zhì)條件，給工程建設(shè)帶來了諸多考驗(yàn)。

“從隧道施工角度來看，山西、河北到河南的太行山地區(qū)，地質(zhì)條件都不太好。”張振偉解釋，主要是巖層裂隙多，有的還伴生地下水。

地質(zhì)條件帶來的挑戰(zhàn)，在電站核心區(qū)域——地下廠房群施工過程中體現(xiàn)得最為明顯。

抽水蓄能電站是典型的地下洞室群工程，主要發(fā)電設(shè)施全部位于山體之中。該電站最大的地下廠房跨度達(dá)22米、高55米、長度近200米，相當(dāng)于將數(shù)棟20層住宅樓“塞”進(jìn)山腹。此外還有主變室、尾閘室等80多條隧洞縱橫交錯，構(gòu)成龐大的地下工程。

“在較差的地質(zhì)條件下掏這么大洞室，難度可想而知。”張振偉介紹，電站地下廠房及引水系統(tǒng)恰好位于白云巖和閃長巖的巖性接觸帶，這一區(qū)域巖體破碎、遇水易泥化，施工中甚至出現(xiàn)過邊墻塌陷三四米的情況。

面對“高埋深、大斷面、多交叉”等技術(shù)挑戰(zhàn)，建設(shè)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新采用“多工藝協(xié)同+多支護(hù)并用”的施工新模式：用改造后的多臂鑿巖臺車精準(zhǔn)鉆孔，用卷揚(yáng)機(jī)一體式穿索工藝快速安裝錨索，積極探索預(yù)應(yīng)力樹脂砂漿錨桿技術(shù)提升支護(hù)速度與效果。

在最困難的安裝間區(qū)域，團(tuán)隊(duì)還采用了“全斷面鋼筋拱肋”加強(qiáng)支護(hù)，用鋼筋編成三四十厘米寬的“梁”，給山洞像上梁一樣進(jìn)行加固，在巖體中撐起了安全空間。

大量使用的監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，也為施工上了“保險”。施工期間，團(tuán)隊(duì)在關(guān)鍵部位布設(shè)多點(diǎn)位移計(jì)等儀器，實(shí)時監(jiān)測巖體變形，一旦數(shù)據(jù)異常即刻預(yù)警，為人員安全撤離提供了科學(xué)保障。

如果說地下工程是電站的“心臟”，那么上下兩個水庫就是電站的能量儲備池。而易縣抽水蓄能電站的上水庫，卻有一個“先天缺陷”——庫區(qū)巖體是透水性極強(qiáng)的白云巖。

“通俗講，這地方就像個篩子，不進(jìn)行特殊處理根本存不住水。”張振偉說。為此，電站投入約兩億元，為整個上水庫庫盆鋪設(shè)了瀝青混凝土防滲面板，瀝青鋪設(shè)量達(dá)7.96萬立方米。

值得一提的是，上水庫瀝青混凝土的防滲結(jié)構(gòu)也充滿巧思：最下層是排水墊層，可以引導(dǎo)本身存在的地下水順利排出，避免頂起瀝青;中間是10厘米厚的防滲層，真正起到阻水作用;最上是2毫米厚的保護(hù)層，能像防曬霜一樣延緩瀝青老化。此外，整個防滲體系中還設(shè)有排水廊道網(wǎng)絡(luò)，確保滲水有處可去。

從正式開工到首臺機(jī)組投產(chǎn)，歷經(jīng)六年攻堅(jiān)，這座鑲嵌在太行山深處的“超級蓄電池”終于從藍(lán)圖變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

綠色建設(shè)和智能施工的標(biāo)桿工程

1月12日下午，易縣抽水蓄能電站地下廠房內(nèi)，隧洞深處的燈光映照出繁忙有序的景象。在1號機(jī)組順利投產(chǎn)發(fā)電后，2、3、4號機(jī)組的安裝調(diào)試及收尾工作正穩(wěn)步推進(jìn)。

回溯地下廠房開挖階段，該項(xiàng)目作為國內(nèi)首個在隧洞施工中規(guī)模化應(yīng)用電動設(shè)備的抽水蓄能工程，走出了一條綠色施工的創(chuàng)新之路。

當(dāng)時，清理爆破碎石的電動挖掘機(jī)、裝載石渣的電動裝載機(jī)、轉(zhuǎn)運(yùn)原料與廢棄物的電動運(yùn)輸車，成為施工一線的“主力裝備”。這些電動機(jī)械運(yùn)行時僅有低沉的電機(jī)嗡鳴，相較于傳統(tǒng)柴油設(shè)備，從源頭上杜絕了尾氣排放，大幅改善了地下密閉空間的作業(yè)環(huán)境。

“抽水蓄能電站本身就是綠色能源項(xiàng)目，我們在施工環(huán)節(jié)同樣堅(jiān)守綠色理念。”張振偉介紹，開挖階段規(guī)模化采用電動設(shè)備，既契合了項(xiàng)目的環(huán)保定位，也為行業(yè)綠色建造提供了可借鑒的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，讓這座綠色電站的環(huán)保底色更加鮮明。

不過，將平時在地面礦山或公路施工作業(yè)的電動設(shè)備直接“搬”進(jìn)地下洞室，并非易事。隧洞內(nèi)空間狹窄、濕度大、道路坡度起伏，對設(shè)備提出了嚴(yán)苛要求。

“一開始，電動裝載機(jī)只能平斗作業(yè)，我們要求廠家增加了側(cè)卸功能，不然在洞里施展不開。”張振偉回憶：“另外，電動運(yùn)輸車輛的電池最初安裝位置較低，在顛簸的洞內(nèi)行駛?cè)菀卓呐鰮p壞，我們就讓廠家把電池倉升高。電動挖掘機(jī)用于排險時，需要瞬間爆發(fā)巨大扭矩，初代產(chǎn)品‘沒勁兒’，廠家又專門改進(jìn)了電控系統(tǒng)。”

全電動設(shè)備的另一個挑戰(zhàn)是供電與續(xù)航。為此，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)了洞內(nèi)專用充電樁網(wǎng)絡(luò)，并專門研發(fā)了車輛能量回收系統(tǒng)。運(yùn)輸車輛在持續(xù)下坡時，車輛制動時產(chǎn)生的動能可轉(zhuǎn)化為電能，回充至電池，顯著延長了作業(yè)時間。

對現(xiàn)場施工人員來說，電動設(shè)備的使用讓作業(yè)環(huán)境大為好轉(zhuǎn)。以往施工的洞里烏煙瘴氣，通風(fēng)排煙需要很長時間。現(xiàn)在空氣清爽多了，安全性和舒適性都大幅提升。

綠色施工的理念，還體現(xiàn)于工程的各個環(huán)節(jié)。為抑制施工揚(yáng)塵，項(xiàng)目在所有臨時道路兩側(cè)鋪設(shè)了自動噴淋管路，定時噴灑水霧。

“自從裝了這套系統(tǒng)，工地上的揚(yáng)塵基本看不見了，夏天還能降溫。”張振偉說。此外，砂石加工、混凝土拌和等系統(tǒng)均采取封閉作業(yè)和高效除塵設(shè)計(jì)，最大限度減少了對周邊環(huán)境的影響。

綠色施工，不僅是能源與設(shè)備的“綠”，還有對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。

電站上水庫所在地附近，有一段明代長城遺址。為最大限度減少工程對文物的影響，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)反復(fù)優(yōu)化方案，調(diào)整了庫盆形狀和施工范圍，確保所有作業(yè)面均遠(yuǎn)離長城保護(hù)控制地帶。

與綠色施工相生相伴的，還有智能化施工。“過去開挖豎井或斜井，一個工作面需要20多人協(xié)同，如今采用反井鉆機(jī)，先打?qū)Э自俜聪驍U(kuò)孔，不僅人員減半，效率還更高。”張振偉表示。

在數(shù)公里長的排水廊道施工中，傳統(tǒng)鉆爆法需開設(shè)多個工作面，每個面配備五六人。如今使用TBM(全斷面隧道掘進(jìn)機(jī))掘進(jìn)，一臺設(shè)備僅需三四人操作，工作效率卻成倍提升。在大壩填筑現(xiàn)場，安裝了智能碾壓監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時監(jiān)測碾壓遍數(shù)、速度和層厚，將不合格率從8.6%大幅降低至1.2%，填筑質(zhì)量優(yōu)良率提升到97%以上。

從全電動化施工的創(chuàng)新探索，到智能化裝備的廣泛應(yīng)用，易縣抽水蓄能電站的建設(shè)歷程，清晰勾勒出我省重大基礎(chǔ)設(shè)施工程向“綠色建造”與“智能建造”轉(zhuǎn)型的軌跡。

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綠色電站點(diǎn)亮周邊百姓幸福生活

從改善基礎(chǔ)交通到提升居住環(huán)境，從創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會到開展長效幫扶，國網(wǎng)新源河北易縣抽水蓄能電站的建設(shè)與運(yùn)行，不僅是保障區(qū)域能源安全的關(guān)鍵工程，還為當(dāng)?shù)剜l(xiāng)村振興注入了新活力。

工程建設(shè)伊始，交通不便曾是制約山區(qū)發(fā)展的首要難題。為此，國網(wǎng)新源河北易縣抽水蓄能有限公司(以下簡稱易蓄公司)出資2.06億元，與易縣政府共建了一條全長26.41公里的百興公路。這條公路連通國道與省道，覆蓋易縣梁格莊、紫荊關(guān)兩鎮(zhèn)13個行政村，道路暢通后，沿線2萬余名群眾告別了翻山越嶺的出行歷史。

電站建設(shè)涉及柴廠、九源兩村共500多人的搬遷安置。易蓄公司依據(jù)國家政策，投入移民資金5000萬元，由地方政府高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)移民新村。如今，新村內(nèi)聯(lián)排小樓整齊美觀，水電通信等基礎(chǔ)設(shè)施完備，實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)村落向現(xiàn)代化社區(qū)的跨越。部分補(bǔ)償款轉(zhuǎn)化為村級發(fā)展基金，為村民的長遠(yuǎn)生計(jì)打下了基礎(chǔ)。

電站的建設(shè)與運(yùn)營，還直接帶動了本地就業(yè)。在施工高峰期，現(xiàn)場作業(yè)人員近2000人，其中易縣本地用工超500人，涵蓋了技術(shù)、后勤、服務(wù)等多種崗位。這不僅讓許多村民實(shí)現(xiàn)了“家門口就業(yè)”，還拉動了周邊消費(fèi)，催生了一批小餐館、超市等小微業(yè)態(tài)。如今，這里民宿、農(nóng)家樂、采摘園等紛紛興起，創(chuàng)造了近2000個就業(yè)崗位，山區(qū)面貌煥然一新，變成了產(chǎn)業(yè)與旅游發(fā)展的熱土。

電站開建以來，易蓄公司積極與駐地村莊深入開展村企共建。公司設(shè)立愛心基金，自2018年起連續(xù)開展助學(xué)活動，累計(jì)資助學(xué)生44名，發(fā)放助學(xué)金39690元，已幫助2名受助學(xué)生圓夢大學(xué)。此外，黨員服務(wù)隊(duì)和志愿者定期走訪，慰問幫扶困難村民，送去溫暖與關(guān)懷，建立起深厚的情感紐帶。

電站以綠電點(diǎn)亮了萬家燈火，更用一樁樁、一件件實(shí)事，讓周邊百姓的幸福生活“亮”起來。