2023年，在全國(guó)電力負(fù)荷屢創(chuàng)新高和新能源裝機(jī)占比持續(xù)增大的形勢(shì)下，抽水蓄能作為目前技術(shù)最成熟、經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)、最具大規(guī)模開(kāi)發(fā)條件的電力系統(tǒng)綠色低碳清潔靈活調(diào)節(jié)電源，在能源電力供應(yīng)中的保障作用愈發(fā)凸顯。

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，較2022年增長(zhǎng)13.81%，發(fā)電電量112.61億度，首次突破100億千瓦時(shí)，較2022年增長(zhǎng)27.36%，相當(dāng)于514萬(wàn)居民用戶一年的用電量。

運(yùn)行控制提效迅速響應(yīng)電力系統(tǒng)的調(diào)度需求

走進(jìn)南網(wǎng)儲(chǔ)能公司番禺生產(chǎn)基地的集控中心大廳，巨大電子屏醒目映入眼簾，顯示畫(huà)面星羅棋布，數(shù)據(jù)表圖整齊排列。2023年7月，在歷經(jīng)1500余張控制畫(huà)面開(kāi)發(fā)、近14萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)測(cè)點(diǎn)配置、3100余個(gè)實(shí)時(shí)監(jiān)視信號(hào)采集、長(zhǎng)達(dá)近8個(gè)月試運(yùn)行后，我國(guó)首個(gè)抽水蓄能多廠站集控中心正式投運(yùn)。

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)數(shù)字化功能。“集控中心實(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”，南網(wǎng)儲(chǔ)能運(yùn)行公司集控中心總經(jīng)理向鳴介紹。

目前，粵港澳大灣區(qū)抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模達(dá)到968萬(wàn)千瓦，接近全國(guó)抽水蓄能裝機(jī)總量的1/5。為保證抽水蓄能機(jī)組“開(kāi)得起，調(diào)得出，停得下”，一項(xiàng)項(xiàng)技術(shù)管理舉措先后在南網(wǎng)儲(chǔ)能公司落地見(jiàn)效。

“黑啟動(dòng)”是抽水蓄能電站六大功能之一，通過(guò)抽水蓄能機(jī)組自啟動(dòng)、輸電線路充電、啟動(dòng)其他發(fā)電機(jī)組、并網(wǎng)恢復(fù)發(fā)電能力等環(huán)節(jié)，可以在極端條件下快速給系統(tǒng)注入電力，迅速恢復(fù)電網(wǎng)。2023年2月至11月，粵港澳大灣區(qū)抽水蓄能電站的8次黑啟動(dòng)試驗(yàn)先后完成，順利實(shí)現(xiàn)了年度試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。其中，梅州、廣州、陽(yáng)江3座抽水蓄能電站首次開(kāi)展了帶500千伏線路運(yùn)行“黑啟動(dòng)”試驗(yàn)，更為真實(shí)地模擬了電網(wǎng)“全黑”的啟動(dòng)條件。

管理模式上，2023年7月起，南網(wǎng)儲(chǔ)能公司實(shí)現(xiàn)了粵港澳大灣區(qū)六座抽蓄電站的“7×24小時(shí)”全面應(yīng)急值班管理，由運(yùn)行人員直接承擔(dān)全部日常應(yīng)急與常規(guī)故障處理，應(yīng)急效率大幅提升。7月26日，在6座抽水蓄能電站的有力支撐下，南方五省區(qū)抽水蓄能日發(fā)電量首次突破5000萬(wàn)度。

關(guān)鍵技術(shù)可控有力提高產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全性

針對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈的痛點(diǎn)、卡點(diǎn)、堵點(diǎn)，集成各類(lèi)創(chuàng)新資源，開(kāi)展關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，能夠凸顯創(chuàng)新對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的有效支撐。

2022年5月，梅州、陽(yáng)江兩座抽水蓄能電站全面投產(chǎn)發(fā)電。在2023年首個(gè)“完整運(yùn)行年”里，兩座抽水蓄能電站均收獲了關(guān)鍵技術(shù)可控的優(yōu)異“成績(jī)單”。

抽水蓄能機(jī)組成套開(kāi)關(guān)是抽水蓄能電站的關(guān)鍵機(jī)電設(shè)備之一，技術(shù)性能和可靠性要求高，設(shè)計(jì)制造難度大，此前一直被國(guó)外極少數(shù)公司壟斷，被稱(chēng)為我國(guó)抽水蓄能機(jī)組主機(jī)設(shè)備的“最后一塊短板”。

2023年6月10至11日，我國(guó)電氣領(lǐng)域的30余位專(zhuān)家學(xué)者從全國(guó)各地奔赴粵港澳大灣區(qū)，參加由中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的“國(guó)產(chǎn)抽水蓄能機(jī)組成套開(kāi)關(guān)設(shè)備”產(chǎn)品鑒定會(huì)，實(shí)地考察安裝在梅州抽水蓄能電站4號(hào)機(jī)組的首套開(kāi)關(guān)運(yùn)行情況。經(jīng)過(guò)嚴(yán)格評(píng)審，委員專(zhuān)家們給出了“綜合性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，可以批量生產(chǎn)并在抽水蓄能電站推廣應(yīng)用”的鑒定意見(jiàn)。這標(biāo)志著由產(chǎn)業(yè)鏈業(yè)主方南網(wǎng)儲(chǔ)能公司和供貨商西開(kāi)電氣聯(lián)合開(kāi)展的科技攻關(guān)取得實(shí)質(zhì)性成功。

高水頭、大容量是世界抽水蓄能機(jī)組發(fā)展的主要方向，能夠有效降低工程造價(jià)，提高電站綜合效益。陽(yáng)江抽水蓄能電站是我國(guó)超高水頭超大容量抽水蓄能機(jī)組設(shè)計(jì)制造自主化的重點(diǎn)依托工程，也是國(guó)內(nèi)在運(yùn)單機(jī)容量最大的抽水蓄能電站。2023年5至7月，在電站投運(yùn)滿周年之際，一系列成果鑒定會(huì)密集召開(kāi)。經(jīng)鑒定，該電站機(jī)組研制、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、水道建設(shè)三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)均達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，表明我國(guó)在超高水頭超大容量抽水蓄能工程領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了高水平的科技自立自強(qiáng)。

同樣是攻克“卡脖子”難題，截至2023年12月底，南網(wǎng)儲(chǔ)能公司自主研制的我國(guó)首套抽水蓄能成套核心控制系統(tǒng)安全啟動(dòng)超過(guò)2400次、累計(jì)運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)超過(guò)21600小時(shí)。

抽水蓄能核心控制系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)監(jiān)控、調(diào)速、勵(lì)磁、繼電保護(hù)等四大系統(tǒng)組成，被喻為抽水蓄能電站的“大腦”。而在以前，這套系統(tǒng)的關(guān)鍵部件依賴(lài)進(jìn)口，核心功能優(yōu)化存在“盲區(qū)”。2021年2月起，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)開(kāi)展四大系統(tǒng)的“元件級(jí)”國(guó)產(chǎn)化設(shè)備研制工作。近三年來(lái)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)先后完成了元件比選適配、技術(shù)功能研發(fā)、控制邏輯優(yōu)化、調(diào)試試驗(yàn)等工作。整套系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，算法高效、功能完備，完成四大系統(tǒng)的“元件級(jí)”國(guó)產(chǎn)化替代工作，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。

數(shù)據(jù)分析賦能大力推進(jìn)人工巡檢的機(jī)器替代

當(dāng)前，以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等技術(shù)為主導(dǎo)的新質(zhì)生產(chǎn)力正在抽水蓄能領(lǐng)域加快形成。2023年4月，我國(guó)首個(gè)抽水蓄能人工智能數(shù)據(jù)分析平臺(tái)在粵港澳大灣區(qū)上線運(yùn)行。“借助大數(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，實(shí)現(xiàn)90%人工巡檢的機(jī)器替代，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”，南網(wǎng)儲(chǔ)能修試公司自動(dòng)化檢修部總經(jīng)理?xiàng)钽戃幷f(shuō)到。

2023年4月，我國(guó)首個(gè)大規(guī)模抽水蓄能人工智能數(shù)據(jù)分析平臺(tái)——南方電網(wǎng)抽水蓄能人工智能數(shù)據(jù)分析平臺(tái)XS-1000D投入運(yùn)行

平臺(tái)上線運(yùn)行后，南網(wǎng)儲(chǔ)能公司深化人工智能應(yīng)用的步伐未曾停滯。數(shù)據(jù)質(zhì)量持續(xù)提升，原達(dá)到“秒級(jí)”數(shù)據(jù)在線分析提升到“毫秒級(jí)”;算法中臺(tái)全面重構(gòu)，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法智能自動(dòng)更新數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)規(guī)則;新增多類(lèi)組態(tài)運(yùn)算算子，結(jié)合量測(cè)模型服務(wù)實(shí)現(xiàn)算法批量布置;利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法訓(xùn)練溫度趨勢(shì)、同期時(shí)間等場(chǎng)景模型，形成全業(yè)態(tài)智能分析能力;業(yè)數(shù)持續(xù)深度融合，基于算法體系實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)巡檢、設(shè)備狀態(tài)報(bào)告自動(dòng)生成、缺陷隱患自動(dòng)分析預(yù)判……2023年，南網(wǎng)儲(chǔ)能公司累計(jì)提前預(yù)判設(shè)備缺陷隱患50余起。

兩庫(kù)之水奔涌，機(jī)組飛速轉(zhuǎn)動(dòng)，朵朵水花點(diǎn)亮南粵大地萬(wàn)家燈火的故事在不停書(shū)寫(xiě)。“十四五”期間，粵港澳大灣區(qū)預(yù)計(jì)新增4000萬(wàn)千瓦風(fēng)光新能源并網(wǎng)，抽水蓄能電站將繼續(xù)助力新能源電力穩(wěn)定消納。