中國儲能網(wǎng)訊：抽水蓄能機組雙向運行，而且工況轉(zhuǎn)換復雜、運行水頭高、設備轉(zhuǎn)速高，抽水蓄能機組的設計、制造難度遠高于常規(guī)水電機組。其研發(fā)和制造，是水力發(fā)電行業(yè)最復雜、最難啃的“硬骨頭”。
從機組制造難度的角度來看，目前抽水蓄能機組設計制造技術已達到單級 800m水頭(揚程)、單機容量500MW 的水平。20世紀90年代，我國建設了以廣蓄、 天荒坪、十三陵等為代表的第一批大型蓄能電站，單機容量在 200MW至300MW之間，水頭范圍從200m水頭段到500m水頭段基本已經(jīng)涵蓋。目前國內(nèi)制造廠商已具備自主設計和制造水頭/揚程達 700m級、單機容量400MW可逆式機組的能力，并先后獨立承接了仙游、溧陽、仙居、豐寧、績溪、敦化、長龍山、陽江等大容量、高水頭抽水蓄能機組設計供貨合同。其中績溪抽水蓄能電站單機容量300MW、 最大揚程 650.44m，敦化抽水蓄能電站單機容量 350MW、最大揚程 712.0m，長龍 山抽水蓄能電站單機容量 350MW、最大揚程764.3m，陽江抽水蓄能電站單機容量 400MW、最大揚程 712.46m，均已投產(chǎn)發(fā)電。
1. 水泵水輪機制造難度
水泵水輪機制造難度最大的部件為水泵水輪機轉(zhuǎn)輪，借助水輪機尺寸利用系數(shù) St(St=Nt/D1)和制造工藝難度系數(shù) TD(TD=HpmaxD1 2 /1000)將國內(nèi)多個電站水泵水輪機進行比較，并列出了國內(nèi)部分類似水頭段水泵水輪機的主要參數(shù)及其 St 值和TD值，以便了解當今水泵水輪機設計制造水平及我國水泵水輪機制造行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀。
根據(jù)上表 已投運或在建的類似電站分析，從水泵水輪機尺寸利用系數(shù) St 值來看，已投運或在建同水頭段水泵水輪機 St 值處于 56.2~78.7 之間。從水泵水輪機制造工藝難度系數(shù)來看，已投運或在建同水頭段水泵水輪機 TD 值處于 6.4~11.9 之間。
2. 發(fā)電電動機制造難度
發(fā)電電動機設計、制造難度通常體現(xiàn)在其機械強度難度、每極容量與槽電流等方面，國內(nèi)多個電站發(fā)電電動機進行了比較，并列出了國內(nèi)部分相近容量和轉(zhuǎn)速的發(fā)電電動機主要參數(shù)及其機械強度難度、每極容量與槽電流，以便了解當今發(fā)電電動機設計制造水平及我國發(fā)電電動機制造行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀。
從上面表格看出，機械強度難度較大的是仙居、長龍山、敦化和陽江電站，從機械強度難度、每極容量和槽電流等方面的分析，目前我國絕大多數(shù)電站在設計、制造難度方面不存在制約因素。后續(xù)天臺抽水蓄能電站水頭更高、容量更大，有一定挑戰(zhàn)。
目前國內(nèi)抽水蓄能電站共投運約150臺機組，其中300MW機組戰(zhàn)占主流。抽水蓄能機組設計制造日趨成熟，已投產(chǎn)陽江400MW、500轉(zhuǎn)、運行穩(wěn)定，沂蒙、文登、永泰、周寧等抽蓄機組穩(wěn)定性整體良好，特別國產(chǎn)化率最高的梅州一期為國內(nèi)抽蓄電站機組間隔最短紀錄、同類型電站全投最快記錄抽蓄電站，運行效果優(yōu)秀，2023年至今運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計共啟動近3000次，成功率達99.95%。
3. 新技術及發(fā)展
（1）高水頭大容量、高轉(zhuǎn)速抽水蓄能
水力研發(fā)：優(yōu)化S特性、保證機組安全裕度，確保電站運行空載穩(wěn)定性。
過渡過程：優(yōu)化模型水力性能、選擇合適的關閉規(guī)律，使得機組在過渡過程工況滿足要求。
結(jié)構(gòu)設計：機組整體剛度及部件剛度、克服應力集中、預防機組共振、合理選擇關鍵部位間隙、材料。
電機研發(fā)：確保機組轉(zhuǎn)子安全性及結(jié)構(gòu)可靠性；通風冷卻、絕緣設計及軸系穩(wěn)定性分析研究等。
（2）寬負荷與高性能
水輪機工況更寬廣的高效區(qū)范圍，安全可靠、寬幅錯頻。
（3）可變速
變速抽蓄裝備涵蓋水力開發(fā)、流體機械、交流電機、電力電子、自動控制等多學科領域知識。
（4）標準化
標準化、系列化，統(tǒng)一要求、減少差異性。
（5）數(shù)字化與智慧化
運行可靠性、運維便利性提升 ，故障預防、決策支持能力，狀態(tài)可調(diào)節(jié)、故障可隔離能力，遠程可視、可控，優(yōu)秀的人機交互。
