近日，國務(wù)院印發(fā)《推動大規(guī)模設(shè)備更新和消費品以舊換新行動方案》，大力推動生產(chǎn)設(shè)備更新和技術(shù)改造。筆者從南網(wǎng)儲能公司了解到，近日，我國抽水蓄能領(lǐng)域的首套全國產(chǎn)化核心控制系統(tǒng)在改造機(jī)組上安全運行超過25000小時，首個人工智能數(shù)據(jù)分析平臺版本更新上線，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)儲能修試分公司副總經(jīng)理鞏宇和團(tuán)隊成員正在會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號機(jī)組安裝更新。關(guān)鍵設(shè)備更新將提高這臺已投運25年老機(jī)組的運行能力，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)由計算機(jī)監(jiān)控、調(diào)速、勵磁、繼電保護(hù)等四個子系統(tǒng)組成，被譽(yù)為抽水蓄能電站的“大腦”，涵蓋206種設(shè)備、近12萬個元件。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，同時啟動四個子系統(tǒng)研制的技術(shù)攻關(guān)。2023年7月，新研制的國產(chǎn)化抽水蓄能控制子系統(tǒng)先后完成對機(jī)組原系統(tǒng)的更新替換。“整套系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，實現(xiàn)重大技術(shù)創(chuàng)新40項，21項技術(shù)填補(bǔ)國內(nèi)空白。不僅是調(diào)速器系統(tǒng)，其他三個子系統(tǒng)的設(shè)備更新工作也在同步推進(jìn)，新設(shè)備已通過2500次啟動、25000小時的實地運行檢驗，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臺機(jī)組1套系統(tǒng)”估算，整套抽水蓄能“國產(chǎn)大腦”的市場容量將達(dá)到2500套，市場規(guī)模將超過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)隊近日還取得了其他的“新收獲”。就在不久前，我國首個抽水蓄能人工智能數(shù)據(jù)分析平臺2.0新版本“上線”運行，人工智能賦能抽水蓄能機(jī)組運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)行實時的“性能體檢”。

據(jù)統(tǒng)計，1臺最廣泛使用的30萬千瓦抽水蓄能機(jī)組約有4大類、20臺套關(guān)鍵設(shè)備部件，年度日常檢修項目就多達(dá)400余個，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)隊啟動了人工智能數(shù)據(jù)分析技術(shù)在抽水蓄能領(lǐng)域的研究應(yīng)用，將7個電站近60個設(shè)備系統(tǒng)的31萬個測點數(shù)據(jù)，通過統(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，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，就可對故障精準(zhǔn)排查，實現(xiàn)對設(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，我們能夠足不出戶地掌握設(shè)備健康狀況，90%的巡檢工作實現(xiàn)‘機(jī)器代人’，還能科學(xué)減少機(jī)組停電檢修時間，每年可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益約1760萬元”，作為團(tuán)隊主要成員的南網(wǎng)儲能修試分公司自動化檢修部總經(jīng)理楊銘軒高興地說道。

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臺機(jī)組啟動超過30000次，發(fā)電電量首次突破100億千瓦時，分別較2022年增長13.8%、27.3%，有力保障了大灣區(qū)新能源消納比重超過60%。

與以往電站運行人員要實時在電站運行值班室監(jiān)控機(jī)組運行情況不同，位于廣州番禺的南網(wǎng)儲能公司集控中心大廳里，巨大電子屏醒目映入眼簾，顯示畫面星羅棋布，數(shù)據(jù)圖表整齊排列，操作臺前的運行人員實時控制著近全國五分之一裝機(jī)規(guī)模的抽水蓄能機(jī)組運行狀態(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、設(shè)備操作便捷防誤、值班職責(zé)機(jī)器替代等多項智能化功能。

“我國首個抽水蓄能多廠站集控中心2023年7月正式投運，實現(xiàn)對粵港澳大灣區(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)儲能運行公司集控中心副總經(jīng)理張國洋介紹。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)實現(xiàn)“一人多廠站操控”，屆時，中心生產(chǎn)效率將進(jìn)一步躍升。

2027年，我國抽水蓄能電站投運規(guī)模將達(dá)到8000萬千瓦以上，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，抽水蓄能設(shè)備更新改造對產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的作用將愈發(fā)凸顯。