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近日，我國(guó)抽水蓄能領(lǐng)域取得了重大突破，首套全國(guó)產(chǎn)化核心控制系統(tǒng)在改造機(jī)組上安全穩(wěn)定運(yùn)行超過(guò)25000小時(shí)，標(biāo)志著我國(guó)抽水蓄能技術(shù)邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。同時(shí)，首個(gè)人工智能數(shù)據(jù)分析平臺(tái)版本更新上線，機(jī)組遠(yuǎn)程集中控制模式深化應(yīng)用，為我國(guó)抽水蓄能產(chǎn)業(yè)的高端化、智能化、綠色化發(fā)展注入了新的動(dòng)力。
一、科研攻關(guān)取得突破，核心裝備安全可靠水平顯著提升
抽水蓄能電站作為電力系統(tǒng)的“調(diào)節(jié)器”，其安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于保障電網(wǎng)安全、促進(jìn)新能源消納具有重要意義。然而，長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)抽水蓄能成套核心控制系統(tǒng)關(guān)鍵部件依賴進(jìn)口，核心功能優(yōu)化存在“盲區(qū)”，“卡脖子”問(wèn)題凸顯。為了解決這一難題，科研攻關(guān)團(tuán)隊(duì)迎難而上，開(kāi)展了深入的技術(shù)研究和創(chuàng)新實(shí)踐。
在廣州，南網(wǎng)儲(chǔ)能修試分公司副總經(jīng)理鞏宇和團(tuán)隊(duì)成員正在會(huì)議室研討新的抽水蓄能數(shù)智調(diào)速器更新技術(shù)方案。這是團(tuán)隊(duì)科技攻關(guān)成果產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的第4套設(shè)備，將于今年9月在廣州抽水蓄能電站6號(hào)機(jī)組安裝更新。關(guān)鍵設(shè)備更新將提高這臺(tái)已投運(yùn)25年老機(jī)組的運(yùn)行能力，提升電網(wǎng)消納風(fēng)電、光伏等新能源的響應(yīng)速度。
經(jīng)過(guò)不懈努力，科研攻關(guān)團(tuán)隊(duì)成功研制出全國(guó)產(chǎn)化的抽水蓄能核心控制系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)監(jiān)控、調(diào)速、勵(lì)磁、繼電保護(hù)等四個(gè)子系統(tǒng)。這套系統(tǒng)被譽(yù)為抽水蓄能電站的“大腦”，涵蓋206種設(shè)備、近12萬(wàn)個(gè)元件。新研制的國(guó)產(chǎn)化抽水蓄能控制子系統(tǒng)先后完成對(duì)機(jī)組原系統(tǒng)的更新替換，整套系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，實(shí)現(xiàn)重大技術(shù)創(chuàng)新40項(xiàng)，21項(xiàng)技術(shù)填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。
這一成果的取得，不僅提升了我國(guó)抽水蓄能核心控制系統(tǒng)的自主研發(fā)能力，也提高了核心裝備的安全可靠水平。按照“1臺(tái)機(jī)組1套系統(tǒng)”估算，整套抽水蓄能“國(guó)產(chǎn)大腦”的市場(chǎng)容量將達(dá)到2500套，市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)370億，推廣應(yīng)用空間廣闊。
二、軟件系統(tǒng)升級(jí)迭代，人工智能賦能生產(chǎn)運(yùn)維
除了自主研制核心控制系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，我國(guó)抽水蓄能領(lǐng)域在軟件系統(tǒng)方面也取得了重要進(jìn)展。近日，我國(guó)首個(gè)抽水蓄能人工智能數(shù)據(jù)分析平臺(tái)2.0新版本正式上線運(yùn)行，人工智能賦能抽水蓄能機(jī)組運(yùn)維工作的力度正不斷加大。
新版本的算法體系更加豐富，算力更加高效，能夠?qū)C(jī)組進(jìn)行實(shí)時(shí)的“性能體檢”。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1臺(tái)最廣泛使用的30萬(wàn)千瓦抽水蓄能機(jī)組約有4大類、20臺(tái)套關(guān)鍵設(shè)備部件，年度日常檢修項(xiàng)目就多達(dá)400余個(gè)，工作量達(dá)到了850人/天。借助抽水蓄能人工智能大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，運(yùn)行人員能夠足不出戶地掌握設(shè)備健康狀況，90%的巡檢工作實(shí)現(xiàn)“機(jī)器代人”，還能科學(xué)減少機(jī)組停電檢修時(shí)間，每年可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益約1760萬(wàn)元。
這一成果的取得，得益于科研攻關(guān)團(tuán)隊(duì)在人工智能領(lǐng)域的深入研究和創(chuàng)新實(shí)踐。他們通過(guò)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)體系，將多個(gè)電站的設(shè)備系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)接入到綜合處理單元進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，再由服務(wù)器“上云”。這樣的云平臺(tái)不僅能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，還能對(duì)故障進(jìn)行精準(zhǔn)排查，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備非正常狀態(tài)原因的深入分析。
三、遠(yuǎn)程集中控制模式深化應(yīng)用，依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)釋放先進(jìn)產(chǎn)能
在抽水蓄能領(lǐng)域，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)踐應(yīng)用正促進(jìn)著機(jī)組產(chǎn)能的不斷提升。2023年，粵港澳大灣區(qū)6座抽水蓄能電站的31臺(tái)機(jī)組啟動(dòng)超過(guò)30000次，發(fā)電電量首次突破100億千瓦時(shí)，分別較2022年增長(zhǎng)13.8%、27.3%，有力保障了大灣區(qū)新能源消納比重超過(guò)60%。
與以往電站運(yùn)行人員要實(shí)時(shí)在電站運(yùn)行值班室監(jiān)控機(jī)組運(yùn)行情況不同，現(xiàn)在位于廣州番禺的南網(wǎng)儲(chǔ)能公司集控中心大廳里，巨大電子屏醒目映入眼簾，顯示畫(huà)面星羅棋布，數(shù)據(jù)圖表整齊排列，操作臺(tái)前的運(yùn)行人員實(shí)時(shí)控制著近全國(guó)五分之一裝機(jī)規(guī)模的抽水蓄能機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)?；诔墒斓奈锫?lián)網(wǎng)技術(shù)，該集控中心具備設(shè)備信息敏捷辨識(shí)、設(shè)備操作便捷防誤、值班職責(zé)機(jī)器替代等多項(xiàng)智能化功能。
我國(guó)首個(gè)抽水蓄能多廠站集控中心于2023年7月正式投運(yùn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)粵港澳大灣區(qū)全部抽水蓄能機(jī)組的遠(yuǎn)程集中控制。這種控制模式不僅提高了控制效率，為傳統(tǒng)模式的2至3倍，還能迅速響應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷調(diào)節(jié)需求。當(dāng)前，中心技術(shù)人員正在進(jìn)行集中培訓(xùn)，有望年內(nèi)實(shí)現(xiàn)“一人多廠站操控”，屆時(shí)中心生產(chǎn)效率將進(jìn)一步躍升。
四、總結(jié)與展望
我國(guó)抽水蓄能領(lǐng)域在核心控制系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程集中控制模式等方面取得了顯著進(jìn)展，為抽水蓄能產(chǎn)業(yè)的高端化、智能化、綠色化發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。這些成果的取得，是科研攻關(guān)團(tuán)隊(duì)不斷創(chuàng)新實(shí)踐的結(jié)果，也是我國(guó)抽水蓄能領(lǐng)域技術(shù)實(shí)力不斷提升的體現(xiàn)。
