【能源地理】伏牛天池定“鼎”中原
日期：2024-05-31 12:00:12 | 作者: 常用浓缩机
四月，莺飞草长，芳菲正浓。在河南省南召县，玉兰花迎风怒放，渲染出一幅引人入胜的山乡春色图，
南召地处伏牛山腹地、南阳盆地北缘，兼具“北雄南秀”的风光，素有“北扼汝洛、南控荆襄”之称。作为河南省唯一一个没有平原的县，南召的地形以山地为主，被誉为“中原第一山”的云阳山就坐落于此。山水相依，南召的水资源同样丰富，境内有7条大河流、87座大中小型水库，由于距离湖北的丹江口水库仅100千米，这里的鸭河口水库也成为南水北调备用水源地。
独特的地形，让这里成为抽水蓄能电站的绝佳选址地，加之处于以火电为主的河南电网和以水电为主的湖北电网的交界处，早在2005年，河南省第一座抽水蓄能电站——回龙抽水蓄能电站就在南召县崔庄乡建成投产。2014年，在紧邻的马市坪乡黄鸭河之上，河南省第三座抽水蓄能电站——国网新源河南天池抽水蓄能电站（以下简称“天池抽蓄电站”）正式获得核准建设，设计安装4台300兆瓦可逆式水泵水轮机组。电站的总装机容量为1200兆瓦，是回龙抽水蓄能电站的10倍。
2023年8月29日，历经8年多的建设，天池抽蓄电站的4台机组全部投产发电。这个容量巨大的“调节器”，不仅为当地新能源消纳提供了有力支撑，也为河南电网的安全稳定运行提供了更加可靠的保障。
国道345的马市坪至乔端段是公路爱好者心中的“最美公路”之一，这段长度为33.12千米的公路连接了伏牛山世界地质公园里的南召宝天曼、百尺潭、九龙瀑布群、白河漂流等景点。自驾游爱好者用镜头捕捉到的除了公路两边的红花绿草，还有一座座高耸矗立，与蓝天白云、绿树青山相辉映的风力发电机。
南阳市拥有丰富的风电和光伏发电资源。据统计，全市风电可开发容量为500万千瓦。其中，方城垭口是全国有名的“风口”之一，年平均风速达到6.5米/秒；全市的年日照时间可达200天以上，年平均日照时数为2000小时，属于太阳能资源利用条件较好的地区。2014年，南阳市被列入国家第一批创建新能源示范城市名单。此后10年间，该市以风能、太阳能等新能源的开发利用为重点，逐步扩大能源供给规模，优化完善能源结构，打造风电、光伏发电“双百万千瓦级”的新能源产业基地。抽水蓄能电站不仅是能够给大家提供应急之需的“充电宝”，更是关乎能源安全的“绿电粮仓”。
目前，南阳市新能源发电装机容量占全部电力装机容量的44.3%，新能源年发电量占总发电量的近20%，高于全省中等水准。全市已列入开发计划的风电、光伏发电项目建成后，每年可提供约60亿千瓦时的绿色电能，相当于全市2023年全社会用电量的18.54%。
今年2月18日，南阳市人民政府办公室印发《南阳市环境空气质量限期达标行动实施方案（2024—2025年）》，这份方案显示，南阳将继续加快非化石能源发展，以光伏发电、风电为重点，以生物质、抽水蓄能、地热能、氢能等为补充，因地制宜推动可再次生产的能源多元化、协同化发展；优先支持“源网荷储一体化”“风电+高比例储能”“光伏+高比例储能”“风光火储一体化”等项目建设；到2025年，风电装机容量达到260万千瓦以上，光伏发电装机容量达到430万千瓦以上，全市可再次生产的能源发电装机容量达到850万千瓦以上。
从地图上看，天池抽蓄电站距离南阳市约80千米，距郑州市、洛阳市直线千米、116千米，与河南统调电网的重要负荷中心比较接近。从
1号机组投产开始，天池抽蓄电站就在河南省的电力调度中发挥作用。2023年5月底，河南麦收遭遇10年来最严重的“烂场雨”天气。为确保夏粮丰产丰收，南阳各地启用400多台烘干设备，用电负荷攀升，电力供需平衡形势趋紧。天池抽蓄电站积极做出响应电网需求，两台已投运机组计划外发电12次、抽水18次，计划外抽水发电总时长202小时，为有效平抑华中电网波动发挥了非消极作用。据统计，天池抽蓄电站
2023年全年在抽水方向启动1015次，发电方向启动1012次、发电量为10.85亿千瓦时，机组发电量在投产当年即实现设计目标。特别是迎峰度夏期间，电站配合河南电网消纳风光等新能源，上午抽水下午及晚峰发电，有效缓解电网的调蓄困难及供需矛盾，成为电网平衡负荷、紧急备用的有效手段。如今在河南，抽水蓄能电站对电网的稳定运行、新能源消纳、经济效益提升以及清洁低碳转型等方面的意义更为显著。截至目前，全省在建抽水蓄能项目有
5个，另外有3个项目通过核准、2个正在开展可研。从抽水蓄能电站自身来看，提高其运行效率的重点是优化设计和运行方式。尤其是后者，电网能够最终靠合理的调度和分配，使抽水蓄能电站在最需要的时候发挥作用。近年来，国网河南电力积极深化电网运行调度机制研究，利用绿色调度平台，和华中网调联动，逐渐构建一套
“源、网、荷、储”有效贯通的科学调度策略，不断的提高新能源电网消纳和特高压大电网安全稳定运行能力。天池抽蓄电站也为河南电网“鼎”字形骨干网架的平稳运行起到了稳定器的作用。
“超级工程”都应用了一批科学技术创新成果，天池抽蓄电站亦不例外。天池抽蓄电站的总装机容量为120万千瓦，安装4台可逆式水泵水轮机组，具备周调节能力，上、下水库大坝均为百米级高面板堆石坝，行业内罕见；电站建设过程中，还在国内抽蓄行业首次引入了钢丝绳安全在线监测技术、国产反井钻机300米级斜井导孔和导井实施工程技术、无人驾驶振动碾压技术。从天池抽蓄电站的下水库出发，沿着蜿蜒曲折的山路，穿过纵横交错的隧道，仅用
10余分钟，耸立在高山峡谷中的天池电站上库大坝便映入眼帘。但在2019年前，这里还是另一番景象。当时，通往上水库区域仅有一条临时道路，因为崎岖难走，也被称为“伏牛天路”。未解决道路问题，工程建设期间，建筑设计企业累计修建连接上下库施工道路总长11.08千米，包含12条隧道，长5.89千米；修建明线千米，桥梁1座，长265米，桥隧比达55.6%。在道路等基础设施的建设中，国网新源河南公司使用了科学技术创新和数字技术。以土石方碾压为例，作为水电站大坝建设一道非常耗时耗力的工序，以往人工驾驶振动碾存在较多的不可控因素，易出现搭接宽度不够或过大、超碾或漏碾等现象。天池抽蓄电站在抽水蓄能行业率先引入无人驾驶振动碾，搭建大坝碾压智能控制管理系统，实时监控碾压参数，实现大坝填筑数字化、可溯化，明显提升大坝填筑质量。同时，建设者组织研发基于北斗/GNSS
的堆石坝外部变形监测系统和基于管道测量机器人的内部变形监测系统，实现堆石坝内、外一体化毫米级变形监测，实现了对建设过程的全方位监测。在天池抽蓄电站设计初期，建设方就本着“在保护中发展、在发展中保护”的理念，尽可能就地取材，在消耗原料最多的制砂环节，采取“砂处理单元
+高效深锥浓缩机+机械压滤脱水”新工艺，实现了细砂及石粉回收利用、废水的100%回收利用以及“零排放”的目标。建设期间，电站在地下厂房布置高精度环境监视测定传感器，根据粉尘、湿度及PM2.5等参数，自动启动通风除湿设备，营造绿色施工环境；采用电缆及管路自动敷设软件，进行实施工程漫游及碰撞检查，提升标准工艺水平。施工结束后，组织专门专家团队开展生态修复工作。天池抽蓄电站建成后，黄鸭河流域河道的生态得到明显改善，河水泥沙含量大幅度减少，流量也得到控制，洪涝灾害明显减少，形成了“河畅、岸绿、景美”的宜居环境。依托抽水蓄能电站，南召当地坚持“抽水蓄能
+旅游”“抽水蓄能+产业”“抽水蓄能+康养”等发展模式，正快速推进旅游度假区、中草药产业示范区的建设。大河之南，绿能涌动。在抽水蓄能的助力下，中原大地的能源低碳转型正快速推进，当地生态环境不断改善，发展底色绿意更浓。