问题——超大型水电工程如何在长期高负荷运行中实现“更安全、更高效、更绿色”?
作为金沙江上的重大控制性工程,白鹤滩水电站承担着清洁能源保供、防洪调度与生态保护等多重任务。
其双曲拱坝坝高289米,结构体量大、受力复杂,长期承受巨大的水压力与温差变化;同时,电站机组规模大、单机容量高,对运行稳定性、设备可靠性与调度精细化提出更高要求。
如何在“大发电”的同时守牢安全底线、兼顾生态红线,成为工程运行管理的核心考题。
原因——工程体量与运行场景叠加,使安全监测与精细调度成为关键支撑。
一方面,超高拱坝、地下厂房和高边坡等构成多源风险点,变形、渗流、温度等指标具有耦合性与时变性,传统人工巡检难以满足高频、全覆盖需求。
另一方面,流域来水年内年际变化明显,既要保障电力系统稳定供给,也要统筹防洪、航运、供水与生态用水,调度目标多元且存在动态约束。
面对复杂工况,提升感知能力、计算分析能力和快速处置能力,成为电站稳定运行的重要基础。
影响——清洁电力与绿色减排成效显著,流域综合效益持续释放。
自全部机组投产以来,白鹤滩水电站累计发电量已超过2000亿千瓦时,折合节约标准煤超过6000万吨、减少二氧化碳排放超过1.6亿吨,为经济社会发展提供了稳定、可持续的清洁电力支撑。
与此同时,电站库容约75亿立方米,作为长江中下游的重要防洪屏障,可在关键时段发挥调蓄作用,提升流域防洪韧性。
更值得关注的是,白鹤滩与乌东德、溪洛渡、向家坝等梯级电站联动运行,逐步形成跨越1800多公里的世界最大清洁能源走廊,提升了西电东送通道的清洁化水平,也为迎峰度夏、迎峰度冬等关键节点的电力保供提供了更强支撑。
对策——以“数智化监测+精细化调度”夯实安全底座,以多元措施守护生态底色。
在安全运行方面,电站在大坝、地下厂房与边坡等关键部位布设上万套监测采集仪器,通过自动化采集实现对变形、渗流、温度等关键参数的实时掌握,累计采集数据已突破10亿条,形成以数据为核心的状态评估体系。
今年建成的数字孪生大坝安全监测系统,显著提升巡测效率与研判速度,可实现短时间内全测点巡测,相比传统方式大幅减少人力投入与时间成本,并在一定程度上降低运行成本。
这一变化意味着,巨型工程的安全管理正从“事后发现、经验判断”向“提前预警、模型分析”转变,为风险的早识别、早处置提供了技术条件。
在生态保护方面,电站坚持在大发电与生态保护之间寻找更优平衡。
通过每年多次生态调度,结合鱼类繁殖习性,采取分层取水、模拟自然涨水过程等方式,在稳定下泄水温的同时,创造更有利于鱼类产卵和栖息的水文过程;同时建设鱼类集运系统,为洄游鱼类跨越大坝提供“专用通道”,促进坝上坝下种群沟通与基因交流。
以工程措施与运行调度协同发力,体现出大型水电工程从“单一发电功能”向“流域综合治理与生态友好运行”的理念升级。
前景——清洁能源走廊将进一步提升系统调节能力,数智技术有望推动水电运维模式迭代。
随着新能源占比持续提升,电力系统对调峰、调频与应急支撑的需求将进一步增长。
梯级水电具备快速响应与稳定支撑优势,白鹤滩等大型水电站在构建新型电力系统中仍将发挥重要作用。
下一步,围绕监测数据的深度挖掘、模型精度提升与跨系统联动,将有助于把“实时感知”扩展为“趋势预测”和“风险推演”;在生态方面,生态调度与生物多样性保护的科学评估体系也将进一步完善,为实现水资源开发利用与生态保护的协调统一提供更可复制的经验。
从横断山脉的峡谷到东海之滨的电网,白鹤滩水电站的涡轮轰鸣声,奏响的不仅是清洁电力的澎湃乐章,更是一个发展中国家对生态文明建设的深刻诠释。
这座凝聚科技与自然共生智慧的地标,正在重新定义人类与江河的相处之道,其经验将为全球大型基建项目的绿色转型注入新动能。