系統配置了貫通大壩的700余個監測儀器和傳感器,支持連接無人機、四足機器人等智能設備聯動,對大壩安全做到全方位的“一屏監控、多元感知”
文 |《瞭望》新聞周刊記者 蘇杰 周義
閩江,福建的母親河,發源于仙霞嶺和武夷山脈,干流長度562公里,流經38個縣(市)后注入東海,多年平均徑流量624億立方米,約為黃河的1.1倍,所蘊含的水力資源豐富。
屹立于閩江干流之上的福建水口水電站,是我國華東地區最大的常規水電站、福建省首座超百萬千瓦級現代化大型發電工程。這座水電站于1987年動工建設,1993年首臺機組正式并網發電,1996年7臺機組全部投產發電,當時總裝機容量140萬千瓦。
1997年,全省全社會用電量300億千瓦時,這座水電站的發電量占比20%,有效緩解了福建省尤其是省會福州的用電緊張。隨著經濟社會快速發展,2025年全省全社會用電量超過3000億千瓦時,水口水電站發電量貢獻度占比已降至2%左右。
從20%到2%,在發電作用大幅下降的情況下,傳統水電站如何轉型發展、激發新活力?通過蹲點調研,《瞭望》新聞周刊記者了解到,水口水電站經過國產化增容改造和科技創新,正在從傳統發電大戶轉型為新型電力系統的調節器和穩定器、省會福州水資源統籌調節中樞、閩江航運關鍵樞紐,發揮著重要的經濟、社會和生態效益。
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在福州市閩清縣拍攝的水口水電站(2025 年 9 月 6 日攝) 周義攝 / 本刊
從發電大戶到新型電力系統穩定器
2017年起,水口水電站以每年一臺的進度,全面推進7臺機組國產化增容改造。2024年3月,全部改造升級完成,實現水輪機、推力軸承等發電重要部件從“外國造”到“大國重器掌握在自己手里”的重要轉變。
7臺機組改造升級后,總裝機容量由140萬千瓦提升至161萬千瓦,相當于增加了一臺21萬千瓦的機組,或新建一座中型水電站。截至2025年底,水口水電站累計清潔發電超1722億千瓦時,相當于節約標準煤6232萬噸,減少二氧化碳排放約16514萬噸。
福建省是國家電網公司構建新型電力系統三大省級示范區之一,山、海、風、光、水等資源豐富,清潔能源裝機占比達66%。尤其憑借臺灣海峽的“狹管效應”,發展海上風電的條件優越,目前全省新能源裝機容量達2500多萬千瓦,占比超過25%,實現新能源發電全額自行消納。
新能源發電存在間歇性、隨機性、波動性,發揮水電(抽蓄)等調節電源削峰填谷、調頻調相和電力支撐作用,有利于保障大電網安全穩定運行和新能源消納。“水電具有響應快、效率高、無污染的特點,在所有調節電源中成為優先選擇。”國網福建省電力有限公司調度中心水電與新能源處處長王清涼說。
國網福建省電力有限公司電力科學研究院水電主管林亞濤說,水口水電站在經過了數字化升級和智慧電廠建設后,能自動發電控制、自動調節跟隨,實現對大電網調節需求的快速響應。
走進水口水電站大壩監控中心,記者看到,水口大壩數字孿生系統上,幾乎“復刻”的大壩躍然屏上:通過毫米級精度的激光點云測繪、外部傾斜攝影等,構建了從上游1公里至下游1公里范圍的高精度三維仿真模型。
該系統配置了貫通大壩的700余個監測儀器和傳感器,支持連接無人機、四足機器人等智能設備聯動,對大壩安全做到全方位的“一屏監控、多元感知”。
在水口水電站數字化集控中心,藍色大屏幕上展示著“精控‘從水到電’全流程,提升電網靈活調節能力”核心業務。當新能源發電不穩定時,數字化集控中心將實現精準監測與快速響應,可靈活增開機組補充發電,實現對大電網的調節支撐作用。
“我們就像辛苦勞作的‘備班工人’,隨時準備上場,是新型電力系統建設不可或缺的重要角色。”福建水口發電集團有限公司黨委書記萬美芳說,水口水電站發揮電力系統調峰調頻功能,以機組調峰能力提升和自動發電控制系統(AGC)高效運行為關鍵抓手,為福建電網穩定運行、新能源高效消納提供堅實支撐。
據統計,僅2025年就完成調頻任務1536次,AGC運行時長較上年提升7%;2023年至2025年該電廠調頻服務能力和貢獻占全省近四分之一市場份額。目前納入全省電網直調的457萬千瓦常規水電裝機中,水口水電站裝機超過三分之一。
這意味著,水口水電站已從傳統的電量供應主體轉型為電量供應與靈活調節并重的角色,成為支撐電網調頻調峰、維持系統穩定的重要力量。
從防洪大壩到水資源統籌調節樞紐
水口水庫總庫容26億立方米、調節庫容7億立方米,被稱為“福州頭上一盆水”。近年來水口水電站憑借庫容優勢和科技手段,通過攔洪削峰、生態補水、積蓄淡水等方式,優化提升閩江流域尤其是省會福州水資源統籌調配能力。
發揮水庫攔洪削峰作用,守護閩江安瀾和防洪安全。福州市地處閩江下游,內河水系密集,易發內澇。水口水電站建成至今,累計調控大于5000立方米/秒的洪水219場次336個洪峰,成功抵御4次洪峰超30000立方米/秒的洪水,流量30000立方米/秒的洪水相當于8分鐘就能填滿杭州西湖。
萬美芳說,水口水電站配合省、市相關部門建立閩江、內河水系聯排聯調機制,尤其在每年福州市洪、潮、澇“三碰頭”等時段,科學制定水庫流量調度方案,為下游錯峰、削峰、攔洪,為福州城區內河水快速直排閩江創造有利條件。
2024年第3號臺風“格美”正面登陸福建,給福州帶來強降雨,城市防澇形勢嚴峻。水口庫區提前騰庫約4.8億立方米,盡最大努力攔蓄上游洪水,同時關停2臺發電機組,減少下泄流量,有效減輕福州市集中降雨時段排澇壓力。
統籌流量調度與生態補水,厚植流域生態福祉。水口壩址下游地區濕地眾多,這些濕地分布著《世界自然保護聯盟瀕危物種紅色名錄》極危、瀕危、易危物種,以及國家一級保護野生動物。水口水電站通過科學安全的生態下泄流量調度,有效支撐濕地生態平衡,保護生物多樣性。
生態下泄流量是指為滿足維持河道的基本生態功能和群眾生產、生活及其他用水需求,所需要水電站下泄的最小流量。福建省水利廳一級調研員林長榮說,水口水電站采用“以水定電”方式,讓發電讓位于生態下泄,近年來生態下泄流量100%達標。
除維護流域濕地生態外,水口水電站還以常態化生態補水,助力福州內河系統提質增效、長治久清。為了加強福州內河水體循環治理,水口水電站保障福州市每日兩次引入1650萬立方米閩江水至內河系統進行生態補水、清淤沖污,增強內河河道水動力、改善河道水質,助力全市44條內河全部消除黑臭。
科學運用水庫積蓄淡水,保障城市飲用水源安全。閩江口咸潮上溯危及自來水廠水源,為有效壓制倒灌咸潮,保障水廠取水安全,水口水電站科學制定“補淡壓咸”調度方案,利用水庫積蓄淡水沖走咸潮。2019年至今,累計開展“補淡壓咸”超過1100天,為福州居民生活用水提供堅強保障。
如今的福州被譽為“東南水鄉”,河湖縱橫、水系發達,碧波蕩漾之間,飛鳥成群、福舟悠游。福州以其優越的生態環境,連續獲評全球可持續發展城市獎、國際濕地城市、2025最具幸福感城市,水口這“盆水”功不可沒。
從50噸級到1000噸級的通航跨越
2025年12月18日上午,滿載54個標準集裝箱的千噸級貨船“閩江2號”,平穩駛出水口船閘閘室,標志著千年閩江實現千噸級船舶常態化通航。
這背后,離不開水口航運樞紐集中調度控制中心的投入運行。針對千噸級船舶的通行需求,中心專門研發船舶吃水深度自動檢測系統、測高測速系統,動態監測船舶通行關鍵參數,為大型船舶安全通行加裝“智慧保險”。
在地方有關部門指導下,調控中心對相關技術設施進行改造升級,配合福建省港航事業發展中心開發智能通航系統、上線智慧通航App,實現智慧化通航。
如今,通過聯合調度與集中控制兩大核心,調控中心可實現系統協同作業,讓多類型通航設施“一鍵統管”。
“以前過閘要跑多個窗口,現在手機上一鍵申報就能完成預約,等待時間大幅縮減。”福建水口發電集團有限公司航運分公司負責人說,聯合調度系統整合電子航道圖、船舶自動識別系統及通航App,實現船舶過閘預約、查詢全流程線上辦理。集控系統依托統一監控平臺,對三座通航設施實行智能化管理。
通航能力的大幅躍升,打通了閩江內陸通江達海的運輸通道。萬美芳說,30多年來,隨著水口航運樞紐不斷升級完善,閩江南平至福州段通航能力從50噸提升至1000噸,設計年貨運量達700萬噸,實現閩江上游南平內陸山區至福州馬尾港的全流域通航,讓閩江“黃金水道”煥發生機。
據統計,水口水電站自建成以來,已累計服務通航船舶17萬艘次,貨運量突破1700萬噸。尤其是近年來通航量逐年大幅提升,支撐沿江經濟社會發展的作用更加凸顯。
設施智能化升級與航道能級跨越,離不開水口水電站的持續改革和積極實踐。一方面,立足自身優勢鍛造專業人才隊伍,以能力建設推動傳統水電企業轉型發展。面對能源結構轉型、數字化浪潮以及高質量發展的新形勢新要求,福建水口發電集團有限公司主動作為,將建設水口水電(抽蓄)技術技能培訓基地作為鍛造核心能力、重塑發展動能的關鍵舉措,積極探索傳統水電企業的轉型升級之路。
另一方面,聚力關鍵核心技術攻關,為培育水電新質生產力注入強勁動能。水口水電站承擔國家智能電網科技重大專項、國網總部科技項目等高等級項目,開展“閩江AI洪水預報模型”“聲波增雨研究作業”等多項關鍵技術攻關,組建水電科研攻關聯合體,為發展水電新質生產力提供技術支撐。
“水口水電站的轉型發展之路,是黨組織引領企業高質量發展的生動實踐,更是國有企業堅守根與魂、踐行使命擔當的鮮活縮影。”萬美芳說,水口水電站始終牢記國資央企職責使命,以高質量黨建引領保障企業高質量發展,走出了一條傳統水電企業轉型升級的特色之路。■
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