近日，國(guó)務(wù)院印發(fā)《推動(dòng)大規(guī)模設(shè)備更新和消費(fèi)品以舊換新行動(dòng)方案》，大力推動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備更新和技術(shù)改造。筆者從南網(wǎng)儲(chǔ)能公司了解到，近日，我國(guó)抽水蓄能領(lǐng)域的首套全國(guó)產(chǎn)化核心控制系統(tǒng)在改造機(jī)組上安全運(yùn)行超過(guò)25000小時(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，促進(jìn)抽水蓄能產(chǎn)業(yè)向高端化、智能化、綠色化發(fā)展。

科研攻關(guān)到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用

提高核心裝備安全可靠水平

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。

設(shè)備更新的推進(jìn)得益于科研攻關(guān)的成功。抽水蓄能成套核心控制系統(tǒng)由計(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)組成，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。以前，這套系統(tǒng)的關(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。2021年2月，南方電網(wǎng)選取廣州、惠州兩座抽水蓄能電站為平臺(tái)，同時(shí)啟動(dòng)四個(gè)子系統(tǒng)研制的技術(shù)攻關(guān)。2023年7月，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。不僅是調(diào)速器系統(tǒng)，其他三個(gè)子系統(tǒng)的設(shè)備更新工作也在同步推進(jìn)，新設(shè)備已通過(guò)2500次啟動(dòng)、25000小時(shí)的實(shí)地運(yùn)行檢驗(yàn)，標(biāo)志著創(chuàng)新成果進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的新階段”，鞏宇介紹。

而據(jù)了解，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。

軟件系統(tǒng)1.0版本到2.0版本

深化人工智能賦能生產(chǎn)運(yùn)維

除了自主研制核心控制系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，鞏宇創(chuàng)新工作室團(tuán)隊(duì)近日還取得了其他的“新收獲”。就在不久前，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“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。

為鍛造新質(zhì)生產(chǎn)力，2018年起，團(tuán)隊(duì)啟動(dòng)了人工智能數(shù)據(jù)分析技術(shù)在抽水蓄能領(lǐng)域的研究應(yīng)用，將7個(gè)電站近60個(gè)設(shè)備系統(tǒng)的31萬(wàn)個(gè)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，通過(guò)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)體系，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”。有了這樣的云平臺(tái)，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，就可對(duì)故障精準(zhǔn)排查，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備非正常狀態(tài)原因的“抽絲剝繭”。

“借助抽水蓄能人工智能大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，我們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”，作為團(tuán)隊(duì)主要成員的南網(wǎng)儲(chǔ)能修試分公司自動(dòng)化檢修部總經(jīng)理?xiàng)钽戃幐吲d地說(shuō)道。

屬地分散到遠(yuǎn)程集中

依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)釋放先進(jìn)產(chǎn)能

“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”在抽水蓄能領(lǐng)域的實(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，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)。基于成熟的物聯(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，控制效率為傳統(tǒng)模式的2至3倍，能夠迅速響應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷調(diào)節(jié)需求”，南網(wǎng)儲(chǔ)能運(yùn)行公司集控中心副總經(jīng)理張國(guó)洋介紹。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。

2027年，我國(guó)抽水蓄能電站投運(yùn)規(guī)模將達(dá)到8000萬(wàn)千瓦以上，促進(jìn)電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力不斷提升，保持新能源利用率在合理水平。未來(lái)，抽水蓄能設(shè)備更新改造對(duì)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的作用將愈發(fā)凸顯。