长龙山密码：水、电、峰、谷，绿色动能！

文/谢泽

编者按：2005年初秋，时任浙江省委书记的习近平同志在浙江湖州安吉考察时提出了“绿水青山就是金山银山”的科学论断。同样是在安吉，中国三峡建工（集团）有限公司（以下简称“三峡集团”）奋战长龙山，以发挥着强大绿色效益的大型水利项目践行着总书记的“两山”理念。时值孟秋，本期特稿为读者带来长龙山抽水蓄能电站的建设纪实，讲述三峡集团巧识地利、强攻难题的创新实践，记录我国构建新能源体系、实现“双碳”目标进程中的又一优秀实例。

浙江省安吉县天荒坪镇余村，山似翡翠，竹海延绵，“绿水青山就是金山银山”十个大字刻在村口的巨石上。在“两山”理念的指引下，余村人用十余年时间大力修复生态环境，发展休闲旅游经济，建成了美丽中国生态文明建设的生动样本。而在余村东南方不到4公里的长龙山上，一群三峡人，经过十几年筹备，六年多施工，建起一座总装机210万千瓦的大型抽水蓄能电站。电站以“绿水”做电能的储蓄介质，借助“青山”形成势能与电能的转换，实现对电网的调节保障，以其强大的绿色效益服务华东地区社会经济发展，以最直观、最形象的方式进行着绿水青山的“三峡实践”。

长龙山上，四十载蓝图再添佳绩

安吉，位于浙江北部、长三角腹地，其由天目山脉向太湖平原过渡的地势，是建造抽水蓄能电站的绝佳条件。“江浙沪三省市中，江苏、上海以平原为主，不适合大规模开发抽水蓄能电站。而‘七山一水二分田’的浙江省，特别是安吉这种浙北山区与平原交界区，为抽蓄电站布置上下水库形成发电蓄能水头提供了地理条件。”三峡集团浙江长龙山抽水蓄能公司（以下简称长龙山公司）总经理刘国平说，“加之离上海、杭州、南京等电力负荷中心城市近，早在上世纪70年代国家就考虑在安吉规划抽水蓄能电站。”

1979年，华东勘测设计研究院认为安吉天荒坪适合建立抽水蓄能电站。上世纪80年代中期天荒坪抽水蓄能电站获批立项，1994年电站正式动工，至2000年12月，全部机组投产发电。这座当年亚洲单厂房装机容量第一的抽蓄电站的成功建设运营，以及电网不断增长的相关需求，让天荒坪第二抽水蓄能电站项目（简称天二项目，即今长龙山抽水蓄能电站）逐渐跃然平湖。

2001年，浙江省委托设计单位查勘天二项目站址，专家经过对比认为，长龙山站址上下库落差大、水头高、水平距离近，适合建设大型抽蓄项目。不仅于此，刘国平认为这个站址还是个“节约型”站址：“长龙山上水库东西两侧为天然山岭，只需在南北两侧筑坝，就能‘围’成总库容1099万立方米的‘库盆’，比天荒坪上水库在山顶修一圈才能‘围’成‘库盆’要大大节省建筑材料和工程量。长龙山下水库位于天荒坪下水库和潘村水库之间，只需修一道拦河大坝，就能形成总库容1611万立方米的水库。”

2015年10月29日，长 龙山抽水蓄能电站获浙江省发展改 革 委 核 准，2017年2月15日，主体工程正式开工。建设者克服了雨雾天气多、地质缺陷和新冠疫情影响等不利条件，将长龙山抽水蓄能电站由一张蓝图一步一步变为现实。至2022年“七一”前夕，长龙山电站实现全部机组投产发电。

吐纳“风光”，长龙山建起巨型“调节器”

2022年6月30日，长 龙山抽水蓄能电站全部机组投产发电。这座装机容量210万千瓦的抽蓄电站并网运行，将对电力系统发挥哪些作用？

众所周知，电能的生产和使用是同步的，社会需要多少负荷，电厂就同步相应出力多少。社会用电负荷在不同时段和地区会形成用电高峰和低谷，此时就需要电厂通过改变发电机的出力来调节，维持发电、用电功率平衡，保持系统电压和频率稳定。

长龙山电站主厂房（摄影：崔徐波）

俯瞰长龙山电站下水库（摄影：崔徐波）

“保持这个稳定并不容易，用电功率变化灵活，但火电、核电等基础负荷能源的发电机组，其启停和出力调节耗时较长，有时长达一两个小时，达不到‘随机应变’。”长龙山公司工程管理部主任姚亮说，“而长龙山抽蓄机组可以实现3分钟内由停机态转为发电工况，8分钟内由抽水工况转入发电工况，响应迅速。且通过抽水、发电状态转换，电站对电网短时调节能力可以达到自身总容量的两倍，即420万千瓦，调节能力非常强。这些都将有力维持电网发、用平衡，保障电力系统稳定。”抽水蓄能电站替代传统能源对电网进行调节，使得火电、核电等基础负荷能源可以避免机组频繁启停和出力变化，达到更佳的发电能耗效率。“这和驾驶汽车时避免频繁启停和加减速，就能有效降低油耗是一样的道理。”姚亮进行了形象解释。

新时期建成的长龙山抽水蓄能电站，除了具有传统的保障电网稳定作用，更对构建以新能源为主体的新型电力系统具有重要意义。“‘十四五’时期我国将加快构建以新能源为主体的新型电力系统。但新能源的随机性、波动性决定了它的并网规模越大、调节需求越大，所有储能方式中，抽水蓄能电站技术最成熟，经济性最优，最具大规模开发条件。”三峡集团董事长、党组书记雷鸣山表示。刘国平进一步解释：“风电、太阳能等新能源受自然条件影响，出力时间、功率随机性强，难与电网需求实时匹配。而抽水蓄能电站能将这些零散的电‘零存’在上水库，在电网需要时再‘整取’出来，让风电、太阳能的新能源像传统能源一样按需稳定输出，成为优质电源。”

总而言之，长龙山电站全部投产后，每年24.35亿度发电量参与调峰，相应的抽水耗电量参与填谷，加之调频、调相、事故备用以及为新能源调节等多种功能，相当于为华东电网装上了一个巨型的“充电宝”和“调节器”，将有效促进电网清洁低碳、安全可靠、智慧灵活、经济高效等目标实现，助力构建以新能源为主体的新型电力系统。

实战淬炼，三峡集团强健抽蓄力量

长龙山抽水蓄能电站的成功建设，对其建设者三峡集团而言，也有着特别的意义。“长龙山抽水蓄能电站是三峡集团投资、建设、运营经历全过程的第一个抽水蓄能项目。在项目实施过程中，我们将在三峡工程、金沙江下游水电开发中积累的经验应用到抽蓄电站建设中，掌握了抽蓄电站建设的关键核心技术，破解了抽蓄电站建设过程中的难题，培养了抽蓄方面的建设管理人才。”刘国平说。

长龙山抽水蓄能电站最大发电水头756米，在已投运抽水蓄能电站中位居世界第一。由于水头高，连接上下水库的单段引水斜井长度达435米，位居国内第一。长龙山公司工程管理部工程师李根介绍道：“斜井不但长，还陡峭，需要开挖的岩石还特别坚硬。斜井坡度58度，人若从斜井滑下，相当于陡降大约120层楼；围岩抗压平均强度170兆帕，相当于每平方米承受1.7万吨的压力，开挖如同在钢板上掘进。”这样的长斜井施工，若采用传统由下至上，一边爬行一边开挖的方式，开挖超过200米后，缺氧、溜渣等安全风险极大。经过反复调查研究，长龙山建设者们创造性地引入一项在采矿领域成熟应用的“定向钻孔+反井钻反拉”开挖技术。该技术在抽水蓄能电站400米级的长斜井开挖中，尚无成熟经验可借鉴。建设者摸着石头过河，通过加强过程控制，边开挖边纠偏，最终实现6条斜井精准贯通，安全零事故。

此外，在超高水头条件下，为扛住超强水压，引水系统下半段“披”了一身“铠甲”——洞内采用压力钢管衬砌，最大管径5米。下斜井长达415米，倾角58度，而钢管安装管节最大重量达28吨，等同于14辆20尺集装箱的重量。这相当于在一段长陡坡上溜放、焊接巨型重量级钢材，施工难度前所未有。面对挑战，建设者创新工艺工法，攻克了高强钢焊接难题，并采用高强钢压力钢管整体卷制工艺，将两张钢板卷制拼焊成圆筒改进为一张钢板卷制成圆筒，减少一条焊缝，省时省材，也更能保证质量。最终，建设者们创造了下斜井压力钢管安装与混凝土回填单循环60米/22天的行业纪录，历时466天完成了1号引水系统压力钢管的制造安装与混凝土回填，钢管安装焊接一次合格率达 99.98%。

长斜井挖掘、高强钢压力钢管衬砌等一系列难题的破解，其意义不仅仅在于为三峡集团拿下了多项“国内第一”“世界第一”，更为关键的是，在这一过程中三峡集团掌握了抽水蓄能关键技术，并培养了一批抽水蓄能建设运行管理人才。

结束语

近年来，三峡集团在水能、风能、太阳能等多个领域布局，并深入参与重点区域的新能源大型外送基地开发，这需要在风光水储、源网荷储方面持续发力。长龙山抽蓄电站的成功建设，将大大增强三峡集团在储能业务方面的综合实力，进而助力集团可再生能源业务的高质量发展。当前，三峡集团正在全国26个省区市有序推进一批服务系统能力强、技术经济指标优、发展带动作用大的抽水蓄能项目。这些项目陆续建成投入运行后，将成为保障中国新型能源体系的坚强动能，在实现碳达峰、碳中和目标的过程中发挥重要作用。