东方电机用10年研发，为抽水蓄能电站装上“中国心”

抽水蓄能电站被形象地称为“充电宝”，而抽蓄机组便是这个“充电宝”的“心脏”。位于四川德阳的东方电机作为专门制造电站“心脏”的“大拿”，其300兆瓦容量等级抽水蓄能机组入列天府大道科创走廊十大科技成果之一。

“充电宝”的“心脏”

在山上山下建设两个水库，在用电低谷时，用富余的电把山下的水抽到上水库，将电能转化为水的势能；在用电高峰时放水发电，将水的势能转化为电能，这就是抽水蓄能电站。

“抽水蓄能电站相当于一个巨型‘充电宝’，在用电低谷时将电力储存起来，等到用电高峰时再释放，它可将用电低谷时的多余电能，转变为用电高峰时的高价值电能。” 东方电机研发中心党委书记何启源说，相比风能、光能，抽水蓄能受到自然环境的制约更少，更方便我们掌控电力的存储和使用。

“充电宝”的关键装备则是抽水蓄能机组。何启源介绍，它的主要功能是集发电与抽水两种功能于一体，在电力负荷出现低谷时作水泵运行，进行蓄能；在电力负荷出现高峰时作水轮机运行，进行发电。

正是有了这个“心脏”，才让电站正常运转，发挥着调峰、填谷、储能及调频、调相等功能，对提升电力系统灵活调节能力，构建以新能源为主体的新型电力系统起到关键作用。

实现“心脏”国产化的“第一人”就是东方电机，其完全自主研制的首个抽水蓄能机组是400米水头段、300兆瓦级高水头大容量抽水蓄能机组，用于福建仙游抽水蓄能电站，该电站于2013年12月投产发电。

“这是我国首个国产化的机组，实现了大型抽蓄机组总体研发、设计、制造和调试的技术突破，填补了国内高水头国产化抽水蓄能机组的空白，具有重大意义。该电站获得国内抽蓄建设史上首个‘国家优质工程金奖’。” 何启源说。

历时10余年走出国产化道路

国产化总体上历经两个阶段，一个是分包制造阶段，相对比较简单，因为它不需要自己设计，只需要按照合作方的设计进行加工制造，就能实现。另一阶段是核心技术的完全掌握及知识产权的自主化，这就非常难。

“自主化是工作原理上的设计，涉及机组运行参数、绝缘体系设计等。”何启源说，就像建房子，照着图纸施工很容易，但是如何把房子设计好，确定各个尺寸和各种材料的组合应用就很考技术。

为了实现这一目标，东方电机用了10余年时间，最终研发出具有完全自主知识产权的300兆瓦容量等级抽水蓄能机组，该机组拥有效率高、稳定性好、可靠性高、寿命长、免维护等技术特点。

“一旦掌握了自主化，就可以举一反三，也为后面研发各种抽水蓄能机组奠定了坚实的基础。”何启源说，“可以根据不同的水头，设计出参数更优的机组。”

在抽水蓄能领域，东方电机是国内首个同时具备抽水蓄能机组研制和调试能力的发电设备制造企业，机组研发能力覆盖40兆瓦至425兆瓦，水头涵盖63米至756米。同时，实现了数字化管理。

根据地形特点，目前东方电机重点推广400-600m水头段/300MW容量等级/428.6r/min(500r/min)典型抽水蓄能机组的应用。 何启源说，该机型在实际中运用最多，是经过实践检验的电力系统中最成熟、经济、低碳、安全的调节电源。

随着双碳战略目标的制定，以及《新型电力系统发展蓝皮书》的正式发布，抽水蓄能机组以绿色低碳提升电力系统调节能力，维护电网稳定等特点将迎来快速发展。