攻克“卡脖子”難題——
抽水蓄能電站有了國產(chǎn)“大腦”
日前,南方電網(wǎng)儲能有限公司宣布,由我國自主研制的抽水蓄能成套核心控制系統(tǒng)安全啟動超過1500次、累計運行時長超過17000小時。這意味著抽水蓄能電站4類核心控制子系統(tǒng)均實現(xiàn)全面國產(chǎn)化,將有力增強我國能源產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈的安全性。
作為抽水蓄能電站的關(guān)鍵設(shè)備,抽蓄機組核心控制系統(tǒng)由計算機監(jiān)控、調(diào)速、勵磁、繼電保護這四大系統(tǒng)組成,被喻為電站的“大腦”。
目前,抽水蓄能電站是技術(shù)最成熟、經(jīng)濟性最優(yōu)、最具大規(guī)模開發(fā)條件的電力系統(tǒng)綠色低碳清潔靈活調(diào)節(jié)電源。我國抽水蓄能在運總裝機容量達到4900萬千瓦,穩(wěn)居世界第一,已成為保障能源安全可靠供應的重要力量。然而長期以來,抽水蓄能電站機組核心控制系統(tǒng)的主要元器件均為進口設(shè)備,關(guān)鍵技術(shù)存在“卡脖子”問題,目前在運的抽水蓄能電站中,大多使用的是進口控制系統(tǒng),給能源安全帶來重大隱患。
南方電網(wǎng)儲能公司從2021年2月開始組建聯(lián)合研發(fā)團隊,對抽水蓄能核心控制系統(tǒng)開展元件比選適配、技術(shù)功能研發(fā)、控制邏輯優(yōu)化、調(diào)試試驗等科研攻關(guān),陸續(xù)完成重大技術(shù)創(chuàng)新40項,其中21項技術(shù)填補國內(nèi)空白,實現(xiàn)了抽水蓄能機組4大類核心控制系統(tǒng)全面國產(chǎn)化,整套設(shè)備性能達到國際領(lǐng)先水平。
研發(fā)團隊選取廣州、惠州兩座抽水蓄能電站為平臺,針對抽水蓄能4大核心控制系統(tǒng)進行“元件級”國產(chǎn)化設(shè)備研制,力求做到整套設(shè)備中的關(guān)鍵技術(shù)元件全部國產(chǎn)。研發(fā)團隊負責人、南方電網(wǎng)儲能公司檢修試驗分公司副總經(jīng)理鞏宇介紹,抽水蓄能機組的4大類核心控制系統(tǒng),涵蓋核心控制器、調(diào)節(jié)器等206種設(shè)備,近12萬個元器件,僅僅元器件適配就需要海量的工作。
以針對勵磁系統(tǒng)中直流滅磁開關(guān)的科研攻關(guān)為例。“國內(nèi)生產(chǎn)直流滅磁開關(guān)的只有四五個規(guī)模較小的廠家,多面向地鐵應用,沒有直接適用于300兆瓦抽蓄機組的產(chǎn)品,我們只能走自主開發(fā)、聯(lián)合攻關(guān)的道路?!蹦戏诫娋W(wǎng)儲能公司修試分公司負責此項攻關(guān)的陳強說,研發(fā)團隊與上海立新公司合作,針對抽蓄機組特性,從開關(guān)絕緣材料選用、模具制作,到生產(chǎn)工藝全環(huán)節(jié)把控和反復試驗,用了一年時間終于拿到了符合標準的直流滅磁開關(guān)。
陳強介紹,常規(guī)的直流滅磁開關(guān)機械壽命約為1000次,而抽蓄機組要求至少2萬次以上,且對開關(guān)體積、磁保持、模塊化組裝等提出了非常嚴苛的要求?!斑@是一項關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān),在抽蓄發(fā)電機組甩滿負荷試驗中,國產(chǎn)開關(guān)各項試驗數(shù)據(jù)合格,標志著勵磁系統(tǒng)國產(chǎn)化取得成功?!彼f。
目前,南方電網(wǎng)正在所屬7座已投運抽水蓄能電站的30多臺機組中,陸續(xù)部署“國產(chǎn)大腦”?!斑\行試驗證明,新系統(tǒng)完全滿足機組運行需求,且在多個方面性能優(yōu)于進口設(shè)備?!膘栍钫f。
《 人民日報海外版 》( 2023年12月18日 第 04 版)
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