——访中国水电工程学会电网调峰与抽水蓄能委员会秘书长郝荣国
 
　　电能储存技术是各国都在潜心研究的问题，其中抽水蓄能技术近几年得到了广泛关注。日前，国家发展改革委副主任、国家能源局局长张国宝在中国水电百年纪念大会上指出：“随着太阳能和风电的快速发展，电网峰谷差日益加大，亟待加快抽水蓄能电站的建设。”根据即将出台的我国新型能源发展规划，2020年抽水蓄能电站装机容量将达到5000万千瓦。
　　我国抽水蓄能电站建设与发达国家存在哪些差距?近日，本刊记者专访了中国水电工程学会电网调峰与抽水蓄能委员会秘书长郝荣国。
《　　电气中国》：您如何看待抽水蓄能电站作为大型储能装置的作用?
郝荣国：抽水蓄能电站作为应对风力发电和光伏发电的储能装置，其具有转换能量快(几分钟可达最大值)、储存规模大(国内最大360万千瓦装机)、转换效率较高(75%以上)、建设成本低(一般3000~4000元/千瓦)、使用寿命长(最少50年以上)和清洁环保等优势;同时，它技术成熟，运行安全稳定，在世界上已有大规模的电站投入商业运行。抽水蓄能电站除作为储能装置的作用外，还有很多电力辅助服务功能，是一种应该优先发展的大型储能装置。
　　目前在我国，抽水蓄能电站作为储能装置的概念刚刚提出，大家对它的认识还不充分，其和大规模风电和太阳能发电基地的联合运行技术的研究还不多，国家也没有相关的扶持政策，这些都影响抽水蓄能技术的发展。
　　《电气中国》：随着国家能源政策的调整，抽水蓄能电站今后将如何发展?
　　郝荣国：随着国家能源政策的调整和碳排放的要求，大力发展清洁能源已成为事关政治、经济、社会发展大局的战略。智能电网具有瞬时应对发电侧和用电侧多变冲击的高度灵敏性，这就要求从小电网到大电网均要高度智能化，相互之间既有相对独立性，又能相互联系和支撑。在电网中首先需要建设合理规模的抽水蓄能电站，除了保证电网的安全稳定运行外，还能发挥其大规模储能和机动灵活的调节性能，充分吸纳风力和太阳能发电这种不稳定和不连续的清洁能源上网，增加系统经济性。同时，还应推进对电池等小型储能技术的研究，降低其成本，使其尽快具有大规模的商业应用价值，在风能和太阳能资源较好的小区域电网(小到居民小区)中使用。

　　抽水蓄能电站以前主要在负荷中心和经济发达地区建设，今后应该在东北、华北和西北风能和太阳能资源丰富的地区，以及核电站较多的地区建设抽水蓄能电站，还应加强风电、太阳能发电和核电与抽水蓄能电站联合调度运行的研究，这样才能保证大规模清洁能源的储存转换和充分利用。
风电和抽水蓄能电站联合运行系统已在国际上实现应用，西班牙在开发利用EI Hierro岛和Canary岛的风能资源时，配套建设了相应规模的抽水蓄能电站。在德国、丹麦、美国等国也有类似的工程实例。
　　《电气中国》：抽水蓄能电站在技术上有何难点?
　　郝荣国：抽水蓄能电站的设计制造难度很大，被誉为水力发电设备中的“皇冠”。我国抽水蓄能技术的开发研究起步较晚，与国外制造厂差距较大。我国抽水蓄能电站的整机、监控、励磁、调速和启动装置的设计制造技术，特别是核心技术和重要部件的制造技术与国外公司存在差距。我国首批蓄能电站(广蓄Ⅰ、Ⅱ期，十三陵，天荒坪)和第二批蓄能电站(泰安、桐柏、琅琊山、张河湾、宜兴、西龙池等)主要机电设备均采取国际采购。
　　抽水蓄能电站主要技术难点和关键问题主要有以下几个方面：水泵水轮机转轮及其通流部件的水力设计技术和试验技术;水泵水轮机主轴密封技术;发电电动机电磁计算程序、主要电磁参数计算方法、端部发热计算程序、起动时阻尼绕组温升计算程序;大型荷载双向推力轴承的设计技术;发电电动机通风冷却技术;变频启动装置、工况转换技术;抽水蓄能机组的成套、主机和附属系统运行控制的匹配问题。
　　《电气中国》：我国抽水蓄能电站机电设备国产化的进展如何?
　　郝荣国：2003年，国家发改委实施“引进技术、合作生产”的扶持政策，由东电和哈电两厂依据惠州、宝泉、白莲河三个项目进行技术引进，全面吸收、消化国外技术，以此拉动并提升我国抽水蓄能设备的研发能力和制造水平。其国产化进程分为三个阶段。
　　第一阶段，以“打捆招标、引进技术、分包制造”为原则，依托河南宝泉、广东惠州和湖北白莲河三座抽水蓄能电站16台30万千瓦机组，经过统一招标，法国阿尔斯通中标，哈电和东电承担引进技术和分包制造任务。
　　第二阶段，确定蒲石河、黑糜峰、呼和浩特三个电站的12台30万千瓦机组作为国产化后续工作依托项目，并坚持“国内负责、‘必要时’国外支持”的国产化原则。
　　第三阶段，哈电和东电作为承包单位，以安徽响水涧4×25万千瓦蓄能机组、福建仙游4×30万千瓦机组、江苏溧阳6×25万千瓦机组为依托项目继续推进机组研制开发。

　　国家发改委在第一和二阶段主要是力图实现抽水蓄能主机设备的国产化，第三阶段在主要辅机和附属设备方面逐步推进设备国产化。通过此过程，东电和哈电公司引进了共13大项70个子项的技术，基本包含大型蓄能机组研发的全部核心技术。目前看，三个阶段进展比较顺利。东电和哈电公司已基本掌握了大型抽水蓄能机组的设计制造技术，初步具备了和东芝、福伊特、安德里兹等世界强手同台竞争的能力。浙富股份也在着手进行蓄能机组技术的研究。
　　在蓄能电站监控系统国产化方面，由国网南京自动化研究院、南京南瑞集团公司等联合承担的国家电网公司重点科研项目“大型抽水蓄能电站计算机监控系统国产化技术研究”，2006年3月在十三陵抽水蓄能电站投入试运行，并通过验收，标志着我国在大型抽水蓄能电站计算机监控系统拥有了完全自主知识产权的产品，打破了国外的垄断。
　　《电气中国》：中国进行抽水蓄能机组技术研发的模式有何改进?
　　郝荣国：通过技术引进、吸收方式，我国在500m水头段和300MW以下单机容量机组的研制上取得了成功。
　　建议国内主机制造商和辅助(附属)设备生产商，充分抓住目前蓄能电站建设的黄金时期，加大研发投入，在做好引进技术、消化吸收的同时、做好跟踪和二次开发工作，建立科学的人才培养机制，加大开发研究的投入力度，加强和稳定技术人才队伍;逐步开发具有自主知识产权的可逆式蓄能机组，提高制造水平，降低建设造价。
　　虽然通过技术引进，我国蓄能电站设备的制造能力有了较大发展，但在高水头(600～800m)、大容量(>300MW)机组的水力设计和结构设计等方面与国外公司还有差距;可变速蓄能机组的研究国内厂商相对较少;电站各系统之间的连接与设备整组调试经验还需加强。