小金川流域梯级水光蓄互补联合发电系统示范
巴山绿，蜀水清，天府蓝。这里，是四川！
这里不仅有丰饶的土地和悠久的文化，更以丰富的水能资源闻名于世。从岷江之畔的古老水车，到现代化的巨型水电站，四川的水电开发，为国家能源供应作出了巨大贡献。如今，在“双碳”背景下，四川又在积极探索新能源与储能。那么，如何在保持传统水能优势的同时，有效整合并利用新能源？
国网四川电力联合国电南瑞科技股份有限公司、中国电力科学研究院等单位，在四川省阿坝州小金县小金川流域建成投运世界首例梯级水光蓄互补联合发电系统。
01.总体情况
项目团队针对梯级水光蓄联合运行技术难题，从互补系统容量配置与接入、联合运行控制与智能调度、变速抽水蓄能机组研制等方面开展技术攻关，形成了创新理论方法，突破了关键技术，研制了成套装备，实现了工程示范应用。项目实现了梯级水光蓄互补系统自决策、自纠偏的联合智能运行。该项目对增强电源侧的水光联合可调度性与送出能力、提升电网侧分布式波动电源接纳与安全稳定运行能力、促进可再生能源消纳具有重要意义，为发展多能互补提供了可复制、可推广的典型建设模式和示范样板。
02.建设背景
新能源发电出力具有随机性、波动性和间歇性等特征，单独运行无法满足用电需求，需要与多类型灵活性调节电源联合运行。
与常规定速抽水蓄能电站相比，变速抽水蓄能电站响应速度更快、运行效率更高、调节范围更广、抽水功率更灵活可调，更适合与新能源互补运行，但变速抽水蓄能技术长期被国外垄断。
另一方面，含库容水电站通过储水蓄能，能够与新能源电站在电力、电量层面互补。四川水能资源丰富，水电装机多，且具备开发抽水蓄能电站的天然地理优势。
因此，项目围绕梯级水电站、变速抽水蓄能电站和光伏电站联合发电开展工作，通过多类型电源的优势互补，实现可再生能源系统安全可靠供电，且发电过程零碳排放，为解决大规模新能源消纳问题提供关键路径。
确定项目之时，全球范围内尚无此类应用案例，亟须开展相关技术攻关。
03.建设大事记
2018年3月21日，申报项目。
2018年6月18日，完成春厂坝抽水蓄能机组选址查勘。
2018年6月26日，正式签订项目任务书。
2018年9月18日，举办项目启动会。
2019年12月29日，完成水泵水轮机模型机制造。
2020年9月30日，完成发电电动机定子装配。
2020年12月20日，开挖春厂坝抽水蓄能机组竖井式厂房，抽水蓄能电站建设正式开工。
2022年3月30日，春厂坝变速抽水蓄能电站工程主体通过验收，进入关键调试试验阶段。
2022年5月22日，梯级水光蓄互补联合发电系统正式投运。
2022年11月30日，项目通过验收。
04.特色亮点
（一）提升系统灵活调节能力
项目突破全功率变速抽水蓄能技术壁垒，关键核心装备实现全国产化。项目研发的全功率变速抽水蓄能成套装备，在发电工况下无振动区，可在0%～100%额定功率间稳定运行，具备百毫秒级±12%额定功率的快速响应能力。在抽水工况下，抽水蓄能设备可实现快速、平稳、柔性带水启停，水泵额定功率连续可调范围在50%～100%，可有效提升系统灵活调节能力。
（二）提高清洁能源运行指标水平
项目团队率先探索梯级水光蓄互补联合发电模式，为可再生能源开发探索出切实可行的技术路径。
梯级水光蓄互补联合发电系统应用以来，平均功率波动降低56.41%，最大功率波动降低84.81%，梯级流域水能利用率提升2%，极大提升互补系统可控、可调能力和光伏友好并网水平。项目实现的水电、抽水蓄能和新能源增发电量，相当于年均节约标准煤约18.8万吨，减少二氧化碳排放约116.3万吨。
05.建设人物
韩晓言
国网四川电力一级协理 正高级工程师
新型电力系统示范标杆依托的国家重点研发计划项目负责人
主持并制订项目研究技术路线，提出梯级水光蓄互补联合发电系统“中长期电量互补、短期电力互补、实时控制互补”三种互补模式，带领团队攻克梯级水光蓄互补联合发电系列关键技术，组织建成并投运国内首座全功率变速抽水蓄能电站和世界首个梯级水光蓄互补联合发电系统示范工程，推动项目成果入选联合国《世界小水电发展报告（2022）》案例。
丁理杰
四川思极科技有限公司总经理 正高级工程师
新型电力系统示范标杆依托的国家重点研发计划项目课题5负责人
负责项目研究成果的落地应用，推动示范工程建设，制订梯级水光蓄互补联合发电系统运行、控制与调度策略，突破变速抽水蓄能“卡脖子”技术瓶颈，提出全功率变速抽水蓄能机组协同控制技术路线，组织编制春厂坝变速抽水蓄能机组调试大纲和系列调试方案，推动项目成果示范应用。
陈刚
四川电科院综合服务中心副主任、博研站负责人 正高级工程师
新型电力系统示范标杆依托的国家重点研发计划项目联系人
全过程深度参与项目技术攻关和实施，提出梯级水光蓄互补系统频率振荡解决方案，助力互补系统安全运行，长期扎根示范工程建设现场，与团队共同完成示范工程各项调试试验。
史华勃
四川电科院优秀专家 高级工程师
长期从事水电超高占比电力系统安全稳定分析与防御、新型电力系统电磁暂态仿真分析、变速抽水蓄能与水光蓄多能互补等技术研究。作为项目主创人员之一，为我国全功率变速抽水蓄能技术打破国外垄断作出贡献，实现梯级水光蓄互补系统从0到1的突破。
王永灿
四川电科院系统技术中心专责 高级工程师
深度参与梯级水光蓄互补联合发电系统容量配置与接入、联合运行控制与智能调度的技术攻关，提出适用于梯级水光互补能源发电系统的光伏容量配置方法，建立考虑安全约束的梯级水光互补协同优化模型，为梯级水光蓄系统容量配置和协同优化运行提供模型和方法。
来源｜国网四川电力 四川电科院
