近期，國家重點研發計劃項目示范工程、國際首例梯級水光蓄互補聯合電站——四川春廠壩變速抽水蓄能示范電站（以下簡稱”春廠壩抽蓄“）順利投產，標志著國內首臺自主研發變速恒頻抽蓄機組實現了全功率運行。

春廠壩抽蓄并網發電，攻克了梯級水光蓄互補電站容量優化配置及接入、穩定控制、聯合運行與智能調度等世界性難題，加快了我國抽水蓄能電站國產化進程。

西南適宜探索梯級水光蓄互補

春廠壩抽蓄是國網四川省電力公司（簡稱“國網四川電力”）牽頭申報的國家重點研發計劃——“智能電網技術與裝備”重點專項“分布式光伏與梯級小水電互補聯合發電技術研究及應用示范”項目。

談及初衷，國網四川電力副總工程師韓曉言告訴記者，我國《電力發展“十三五”規劃》中，明確提出“全面推進分布式光伏發電建設，推動多能互補、協同優化的新能源電力綜合開發”，水電是我國裝機容量最大的可再生能源，是實現多能互補發電的重要紐帶。然而，由于規劃、管理、技術等方面的原因，我國可再生能源的“棄水棄光棄風”問題突出。

西南地區流域內太陽能資源豐富，為探索利用梯級水電，與光伏進行互補提供了良好的資源條件。國網四川電科院副院長丁理杰直言，利用梯級水電天然的上下庫，擴建變速抽水蓄能機組，補償光伏快速波動，可實現中長期電量互補、短期電力互補、實時控制互補，提高電源側的水光聯合可調度性與送出能力，提升電網側分布式波動電源接納能力和安全穩定運行能力，可減少可再生能源棄電，對建設新型電力系統具有重要的價值和意義。

國電南瑞單鵬珠告訴記者，梯級小水電與分布式光伏出力隨機性各異，具有非連續和瞬時波動特性，梯級水光蓄互補系統受水庫水流滯時、機組運行工況、電力電量和水量平衡等復雜因素影響，系統出力的多時間尺度隨機耦合規律難以解析。“通過研制梯級水光蓄聯合運行與智能調度系統，在光伏預測技術方面，解決了分布式光伏精細化預測技術難題；在聯合運行與智能調度技術方面，解決了多目標多場景下，梯級水光蓄互補電站的實時調節與優化控制難題。”

突破國外技術封鎖

春廠壩抽蓄并網發電，標志著我國首座自主研發的全功率變速抽水蓄能電站投運，突破了變速抽水蓄能國外壟斷和技術封鎖，實現了關鍵技術國產化，填補了國內技術空白。

記者采訪了解到，通過技術引進，國內制造廠已基本掌握了常規定轉速機組及電站相關機電設備的各項技術，技術能力自主可控，已基本實現了國產化。但是，變轉速抽蓄機組在國內正處于應用起步階段，國內制造廠尚無應用業績。通過春廠壩抽蓄，我國研制出具有自主知識產權的變速恒頻抽水蓄能成套設備，對實現變轉速抽蓄機組在國內的應用及國產化起到了示范作用。

中國電建成都院承擔了春廠壩抽蓄電站規劃選點、預可研、可研和工程總承包工作，該院機電部副總工陳向東對記者表示，春廠壩抽蓄使我國掌握了梯級水光互補聯合發電系統的規劃設計、運行控制理論和技術，研制了具有自主知識產權的變速恒頻抽水蓄能成套設備，研發了梯級水光蓄互補電站聯合運行控制與智能調度系統，完成了世界首例梯級水光蓄互補聯合運行發電系統工程示范，滿足分布式光伏友好接入需求，解決了梯級小水電和分布式光伏聯合供電及送出問題，支撐了能源結構清潔化轉型。

變速抽水蓄能機組分為雙饋式和全功率式，一般雙饋式機組用于中大型機組，全功率式主要用于小型機組。為突破變速抽水蓄能關鍵技術，國家重點研發計劃“智能電網技術與裝備”重點專項安排了兩個項目進行技術攻關，一個是由南方電網調峰調頻發電有限公司承擔的“海水抽水蓄能電站前瞻技術研究”項目，研發了10兆瓦雙饋式變速抽蓄機組樣機；另一個是由國網四川電力牽頭的“分布式光伏與梯級小水電互補聯合發電技術研究及應用示范”項目，研發了國內首臺全功率變速恒頻抽水蓄能機組，并在春廠壩電站進行示范應用。

響應新能源快速功率波動需求

春廠壩抽蓄采用全功率變速模式，具有運行效率高、響應速度快、調節范圍寬、無功支撐強、抽水功率可調等優點，適合與新能源進行互補聯合發電，可補償新能源百毫秒級快速功率波動。

據中國電建四川小金川水電開發有限公司總經理楊炳全介紹，常規可逆式抽水蓄能機組的調節速度，難以滿足水光蓄互補系統中實時控制對秒級快速功率波動的需求。依托國家級科研項目，國網四川電力牽頭，聯合國電南瑞、中國水科院、哈爾濱電機廠、中國電建成都院、中國電建水電開發集團等單位，通過研發全功率變速恒頻可逆式抽水蓄能成套設備，在機組設計方面，解決了寬調節范圍與高效穩定等多目標平衡的技術難題；在全功率變流器設計方面，解決了電能變換效率提升、友好并網和無功控制問題；在成套設備協同控制方面，解決了不同水頭揚程等多工況下高效穩定運行與功率快速響應協同的技術難題。

“隨著成本下降，以全功率變速恒頻抽水蓄能機組技術為基礎，利用已有的梯級水電天然的上下庫和水工系統，對常規梯級水電進行改建擴建，形成混合抽水蓄能電站成為趨勢。”國網四川電科院系統技術中心副主任陳剛認為，混合抽水蓄能電站作為一種優質的儲能資源，建設周期短、投資小，適合與新能源進行互補聯合發電，是未來抽水蓄能發展的重要方向之一，可在電源側廣泛推廣應用。