联水风之网，沃电能之木

在“双碳”目标的大背景下，重庆市大力发展清洁能源发电项目。重庆市丰都县是重庆市清洁能源大县，利用丰富的风能、水能、光能，大力发展清洁能源产业，其中风力发电装机规模全市第一。

7月12日，清华大学“清渝碳能”赴重庆新能源支队前往丰都县参访中国大唐集团有限公司旗下的重点水力发电站——鱼剑口水电站，和风力发电站——横梁风电场。

上午，支队前往鱼剑口水电站参访。鱼剑口水电站是中国大唐集团旗下公司渝能（集团）有限责任公司的下属水电站。位于丰都县境内龙河下游，电站建成于2004年，装机3台20兆瓦机组，总装机容量60兆瓦，年发电量2．1亿千瓦时。

开始参观前，同学们接受了电站工程师的安全教育并由工程师为大家介绍了电厂的基本情况。水电站是传统引水式发电站，通过两回110千伏线路并入重庆电网。在建设时采用了先进的“无人值班、少人值守”设计理念，主辅设备选型比较先进，电站自动化水平比较高。目前电站主要收入为售电收入，支出主要为财务相关偿还建设期贷款利息等费用、运维、管理及人工费用。

在工程师的解说下，水电站的基本工作原理徐徐展开：通过修建挡水、引水建筑物，将水的势能转换为驱动水轮发电机的动能，再利用电磁原理，通过水轮发电机转动将机械能转换为电能。鱼剑口电站属于中水头水电站，水头约长80米。

这些水电站的固有属性，决定了确保安全是其一切工作的前提。安全压力主要表现在：一是必须确保建构筑物安全，杜绝出现水淹大坝、隧洞渗水等恶性事件发生。二是必须严格贯规，精心做好厂房、大坝各类设备的日常巡视、维护，定检及大小修试工作，防止设备“带病运行”。三是防汛的压力非常大。在丰水期，当上游来水太大，超过大坝汛限水位时，需要开启大坝闸门泄洪。为此，每年都需编制防洪度汛专题预案，同时加强与气象、应急等政府部门以及沿线政府的沟通配合，确保沿线人民群众的生命财产安全。

经过参访，支队员对于水电站未来发展面临的风险挑战有了更深刻的认知。由于国际环境日趋紧张，国家科学技术和综合实力的发展越来越重要，而电能是国家发展的支柱，耗电量可以体现一个国家的经济情况。为了提供足够的电能以支持战略发展，水力发电肩负重大责任。

在未来，水力发电一是将有保护生态环境，保障水资源的可持续利用。同时，将朝着数字化、智能化、自动化方向发展，对水电站的设备进行实时监测、故障诊断和维护管理，实现对水电站的集中、远程监控与管理，从而提高生产运营效率。二是大力发展抽水蓄能电站，参访企业中国大唐也正在鱼剑口水电站上游部署投资建设总装机达1400MW的抽蓄水电站。

鱼剑口水电站目前面临的困难，主要有两个方面：一是本身水库库容小，只有日调节能力，发电基本还是处于“看天吃饭”的情况，例如去年重庆遭遇罕见的高温旱情，对下半年发电影响非常大。二是在作为电网运行的重要调峰电源，但目前没有相应的丰、平、谷分时电价激励政策支持。三是周边群众的节水节能以及安全意识需要提高，需要进一步加强政企联动，确保电站安全运行，确保人民群众生命财产安全。

下午，“清渝碳能”的同学们来到横梁风电站进行调研。横梁风电场一期工程总装机容量48兆瓦，于2020年6月正式并网运行，是重庆新能源事业部成立以来自主建设的第一座风电场。二期工程总装机容量44兆瓦，其中，安装13台2兆瓦和6台3兆瓦风机组，与横梁一期风电场共用110千伏升压站及送出线路。

丰都县积极服务“双碳目标”实现，制定出台了相应的扶持措施。目前丰都县风力发电装机规模在重庆市排名第一，已成为全市清洁能源大县。

风电站的风车由叶轮、轮毂、内含发电核心部件的机舱、装有电缆的塔筒组成。叶轮特殊的形状设计，导致风吹过时在叶片上产生巨大的压差；加上叶轮的材料特性，质量轻结构强，不需要很高的风速，风车就能转起来发电。我们头上的这座风车，只需3m／s的风速就能开始运作。电厂一年发电量2800万千瓦时，可供一座小城市的电力消耗。

风电场建成后，成本主要来源于设备维修和人力开支。电厂每年的设备修理费大约100万以上，人工成本一年大约300万以上。电厂有智慧巡检系统，可以通过传感器对舱内设备的状况进行监控，以制定维护计划。

工程师也提到了风电电能质量和稳定性相对较差的缺点，因其能量来源——风具有不可储存，不可控制的特性。相比之下，火力发电，可以有固定的煤炭供应；水力发电，可以通过水库和大坝对水流、水量进行调节。而风车显然是不能这样主动地对风进行控制的。所以风电不如传统能源稳定可靠，因此传统能源可以减少，但不能放弃；同时，对风力的合理调配和运用，也依赖于储能技术的长足发展。

对于风机的日常维修防护，人力物力的供应是一个挑战。对于这些建设在山区的风电场，地理位置往往偏僻，山路运输不便。叶轮运到山里需要特型车辆，由于叶轮体积大，运输不便，从车站到厂三四十公里需要走两天。风车的维护同样很艰难，工人在检查设备时需要进入塔筒顶部的机舱，机舱内空间小、设备多，并且夏季高温、冬季寒冷，工人工作环境恶劣；每年每台风机至少爬6次，横梁的45台风机意味着工人们几乎每天都得上。

能源的发展是国家发展的重要支柱，时刻都不能暂停，电力系统的工程师和工人们必须冒着危险进行建设，顶着风险、顶着未知，摸着石头过河。风车在组装时，需要分块组装。由于重庆地区特殊的喀斯特地貌，地表下很可能是溶洞等，在筑地基时有塌陷的危险。三片巨大的飞轮在地面组装完成后，需要吊上高空，若在吊起的过程中叶轮受风力驱使而转动，叶轮和车辆可能会由于受力不能平衡而倒下，造成工作人员受伤。

在参访过程中，成员们纷纷表示，“自动化”、“智能化”将成为新能源发电未来发展的突出共性。在水电站和风电场中，工程师都不断向支队成员提到智能化、总控、全自动等概念。他们都希望能通过更加自动化、智能化的控制系统来实现对电厂的统筹管理，在更好地保障发电安全的同时降低人力成本。因此向自动化和智能化不断发展是发电厂未来发展的必然趋势。

鱼剑口水电站的中控室里布有计算机通讯系统，对机组进行集中控制。从中控室我们能看到河坝和电厂的各个建筑及其维护状况：由于河坝下有通道，为防止通道进水，导致坝体受浮力而不稳定，修建了一个引水隧洞；此外，为防止水流堵塞，掀起盖板，电厂设有调压器；大坝有五孔泄洪闸门，更换了高清设备．．．．．．

在横梁风电场的的中控室，支队成员看到了电厂先进的全自动的管理系统。据了解，此处电厂的设备由中国海装、金风科技提供。成员都感叹于能源企业正在加速数字化，更加充分的与互联网技术融合，网络安全的重要性更是不断上升，而新能源、清洁能源的未来，也向着更加低碳、光明的方向驶进。

（吴冰雅、魏煊航、刘嘉睿）