一年之計(jì)在于春，年年好景在于“新”。這個(gè)春天，“新質(zhì)生產(chǎn)力”成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中澎湃的新動(dòng)能。
4月24日至25日，一場(chǎng)以“產(chǎn)研協(xié)同、共促發(fā)展”為主題的儲(chǔ)能行業(yè)數(shù)字化智能化技術(shù)創(chuàng)新成果交流會(huì)在南網(wǎng)儲(chǔ)能(600995)惠州抽水蓄能電站舉行，來(lái)自華為、阿里等近50家國(guó)內(nèi)知名企業(yè)的120多名專家學(xué)者匯聚于此，加快新一代信息技術(shù)創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化，共謀產(chǎn)業(yè)合作良機(jī)。
據(jù)悉，南網(wǎng)儲(chǔ)能現(xiàn)場(chǎng)展示了自主可控大型抽水蓄能機(jī)組數(shù)智調(diào)速系統(tǒng)、抽水蓄能多廠站集控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)、蓄能地下廠房水輪機(jī)層智能巡檢機(jī)器人、智慧電廠綜合解決方案、藍(lán)牙空間智能感知系統(tǒng)等17項(xiàng)科技創(chuàng)新成果。
數(shù)字賦能設(shè)備“智”造
助力實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)
2024年3月，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。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。
“如果抽水蓄能機(jī)組是一臺(tái)汽車，數(shù)智調(diào)速系統(tǒng)就是‘變速箱’，是機(jī)組的核心控制設(shè)備，直接影響機(jī)組發(fā)電的可靠性和電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。”南網(wǎng)儲(chǔ)能修試分公司副總經(jīng)理鞏宇表示，這套國(guó)產(chǎn)數(shù)智調(diào)速器系統(tǒng)通過(guò)運(yùn)行4500多個(gè)小時(shí)、啟動(dòng)1800余次的實(shí)用檢驗(yàn)，性能穩(wěn)定可靠。新設(shè)備較進(jìn)口設(shè)備功耗減少50%、啟動(dòng)速度提高20%。
廣蓄電站7號(hào)機(jī)組開(kāi)展了全國(guó)首臺(tái)“芯片級(jí)”自主可控勵(lì)磁系統(tǒng)研發(fā)，2023年初成功投運(yùn)并通過(guò)科技成果鑒定，核心技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
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。”鞏宇介紹說(shuō)。
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。
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”。
2023年4月26日，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。
“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)钽戃幷f(shuō)。
近年來(lái)，南方電網(wǎng)公司積極研究探索深化數(shù)字化綠色化協(xié)同、推動(dòng)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)和新型能源體系，高質(zhì)量推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)。抽水蓄能人工智能數(shù)據(jù)分析平臺(tái)是南網(wǎng)儲(chǔ)能公司歷時(shí)8年打造的我國(guó)首個(gè)抽水蓄能電站群設(shè)備狀態(tài)大數(shù)據(jù)智能分析系統(tǒng)，是南方電網(wǎng)公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型在儲(chǔ)能領(lǐng)域的縮影。該平臺(tái)投運(yùn)以來(lái)，成果經(jīng)中國(guó)水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)院士專家組鑒定，獲最高評(píng)價(jià)“國(guó)際領(lǐng)先”，入選國(guó)家能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)技聯(lián)盟能源數(shù)字化示范工程，獲中國(guó)水力發(fā)電科技進(jìn)步獎(jiǎng)。
依托項(xiàng)目搭建實(shí)證平臺(tái)
推動(dòng)新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)集群高質(zhì)量發(fā)展
今年的《政府工作報(bào)告》，首次將發(fā)展“新型儲(chǔ)能”寫進(jìn)其中。隨著我國(guó)風(fēng)電、光伏等間歇性、波動(dòng)性清潔能源大規(guī)模、高比例接入電網(wǎng)，新型儲(chǔ)能也同步進(jìn)入加速規(guī)?；焖侔l(fā)展的“快車道”。近年來(lái)，南網(wǎng)儲(chǔ)能聚焦新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展的前沿領(lǐng)域，搭建技術(shù)路線應(yīng)用的實(shí)證平臺(tái)，以項(xiàng)目應(yīng)用為牽引，統(tǒng)籌科技攻關(guān)、試驗(yàn)驗(yàn)證、工程應(yīng)用等各個(gè)環(huán)節(jié)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈向高端延伸。
2023年12月，我國(guó)新型儲(chǔ)能領(lǐng)域國(guó)家制造業(yè)創(chuàng)新中心在廣州成立。該中心由南方電網(wǎng)公司組織，聯(lián)合大唐集團(tuán)、華電集團(tuán)、國(guó)家能源集團(tuán)、南網(wǎng)儲(chǔ)能、億緯鋰能(300014)等13家新型儲(chǔ)能上下游龍頭企業(yè)，圍繞電化學(xué)儲(chǔ)能、機(jī)械儲(chǔ)能、超導(dǎo)儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能、氫儲(chǔ)能等新型儲(chǔ)能五大領(lǐng)域，聚焦大容量、高安全、長(zhǎng)壽命、高效率的規(guī)模化儲(chǔ)能裝備和技術(shù)攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能關(guān)鍵核心技術(shù)的開(kāi)發(fā)、示范應(yīng)用和商業(yè)推廣。
佛山南海，有著“中國(guó)氫能之都”的美譽(yù)，這里聚焦有150多家氫能企業(yè)和機(jī)構(gòu)，涵蓋氫能上中下游全產(chǎn)業(yè)鏈，投資規(guī)模超過(guò)600億元。2024年1月3日，南網(wǎng)儲(chǔ)能佛山寶塘電網(wǎng)側(cè)獨(dú)立電池儲(chǔ)能站(以下簡(jiǎn)稱“寶塘儲(chǔ)能站”)投入運(yùn)行，裝機(jī)規(guī)模為300兆瓦/600兆瓦時(shí)。這是粵港澳大灣區(qū)規(guī)模最大的儲(chǔ)能電站，也是我國(guó)一次性建成最大的電網(wǎng)側(cè)獨(dú)立儲(chǔ)能電站，直接提高廣東在運(yùn)新型儲(chǔ)能總量約20%。按照每天“兩充兩放”測(cè)算，寶塘儲(chǔ)能站每年可向粵港澳大灣區(qū)輸送4.3億度清潔電能，滿足20萬(wàn)戶居民的用電需求，減少二氧化碳排放30萬(wàn)噸。
而不同于一般新型儲(chǔ)能電站的是，這個(gè)電站是一座因技術(shù)創(chuàng)新而聞名的“明星工程”。電站聚焦鋰電池的電芯性能、熱管理、結(jié)構(gòu)連接3大技術(shù)領(lǐng)域，搭配組合不同技術(shù)方式，形成了9條技術(shù)路線，各路線裝機(jī)規(guī)模從5兆瓦到75兆瓦不等。這相當(dāng)于把9座不同技術(shù)特點(diǎn)的中型規(guī)儲(chǔ)能電站聚合到一起，形成一個(gè)技術(shù)性能對(duì)比的“大擂臺(tái)”。
“當(dāng)前，廣東正加快將新型儲(chǔ)能打造為萬(wàn)億級(jí)的戰(zhàn)略性支柱產(chǎn)業(yè)，我們投資十幾億元搭建這樣一個(gè)實(shí)證平臺(tái)，能夠針對(duì)全省不同的新型儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景，為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展遴選出最優(yōu)技術(shù)方案。”南網(wǎng)儲(chǔ)能科技公司董事長(zhǎng)汪志強(qiáng)表示。
在我國(guó)首個(gè)兆瓦級(jí)鋰離子電池儲(chǔ)能站——深圳寶清電池儲(chǔ)能站，2021年3月，一套容量為2兆瓦/8兆瓦時(shí)的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池梯次利用系統(tǒng)在站內(nèi)正式投用。這套系統(tǒng)由80臺(tái)大巴和76臺(tái)小轎車報(bào)廢拆卸的12.2萬(wàn)個(gè)電池單體連接而成，電池單體剩余容量約80%，剩余使用壽命約5年，把約1200萬(wàn)度的退役電池潛能聚集到了一起。電池轉(zhuǎn)換效率在89%至94%之間，達(dá)到了新儲(chǔ)能電池的90%以上，完全滿足虛擬電廠對(duì)分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的接入要求。
除了為電網(wǎng)供電，該系統(tǒng)還與站內(nèi)光儲(chǔ)充電樁系統(tǒng)相連，與光伏充儲(chǔ)放電進(jìn)行配合互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)了汽車“退役電池”給“在運(yùn)電池”的充電，也能夠保障充電樁系統(tǒng)更加可靠地接入虛擬電廠。
2023年12月，南網(wǎng)儲(chǔ)能公司牽頭承擔(dān)的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)全壽命周期應(yīng)用安全技術(shù)”項(xiàng)目參加全國(guó)第一屆能源電子產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新大賽暨第二屆先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新挑戰(zhàn)賽，其中《儲(chǔ)能系統(tǒng)電池火災(zāi)液氮滅火抑爆技術(shù)》獲得“集成創(chuàng)新一等獎(jiǎng)”，《基于老化機(jī)理的電池壽命預(yù)測(cè)方法》獲得“壽命預(yù)測(cè)一等獎(jiǎng)”。
產(chǎn)學(xué)研用深度融合
科技成果從“書(shū)架”走向“貨架”
近年來(lái)，南網(wǎng)儲(chǔ)能公司聚焦提高企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力和增強(qiáng)核心功能這兩個(gè)途徑，切實(shí)發(fā)揮好中央企業(yè)在建設(shè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系、構(gòu)建新發(fā)展格局中的科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)控制、安全支撐作用，自主創(chuàng)新能力不斷提升，初步構(gòu)建全域全鏈創(chuàng)新生態(tài)體系，研發(fā)投入大幅提升，科技成果轉(zhuǎn)化收入實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍，先后承擔(dān)6項(xiàng)國(guó)家級(jí)重大科研項(xiàng)目，攻克抽蓄機(jī)組成套開(kāi)關(guān)設(shè)備(GCB)國(guó)產(chǎn)化難題，實(shí)現(xiàn)40萬(wàn)千瓦級(jí)抽蓄機(jī)組國(guó)產(chǎn)化，獲評(píng)“科創(chuàng)中國(guó)”產(chǎn)學(xué)研協(xié)作類創(chuàng)新基地。
近年來(lái)，隨著抽蓄工程爆發(fā)式增長(zhǎng)和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的需要，智慧基建成為發(fā)展趨勢(shì)，面對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)需要更加靈活的算力和電力支持，南網(wǎng)儲(chǔ)能公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)給出了破題答案。
高溫、高濕、強(qiáng)風(fēng)、強(qiáng)降雨，抽水蓄能電站建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)面臨的自然條件通常非常惡劣，爆破作業(yè)產(chǎn)生的劇烈震動(dòng)及大量灰塵對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的IT設(shè)備造成極大的威脅。為保證各類設(shè)備在惡劣環(huán)境下能夠可靠工作，南網(wǎng)儲(chǔ)能信通公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種IT收容設(shè)備，將算力需要的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)集成，封裝在一個(gè)機(jī)柜里，連接現(xiàn)場(chǎng)電源即能實(shí)現(xiàn)配電輸出、網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)、溫濕度調(diào)節(jié)，遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制、本地管理等功能，使邊緣算力一體化收容平臺(tái)給基建現(xiàn)場(chǎng)各數(shù)字化系統(tǒng)提供穩(wěn)定的算力支持。
隨著科技進(jìn)步和智能化的發(fā)展，工地用電管理也迎來(lái)了智慧化的革新。為加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電管理，南網(wǎng)儲(chǔ)能建管公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)從配電箱保護(hù)零線、漏電電流、緊急斷電、遠(yuǎn)程監(jiān)控等技術(shù)手段入手，開(kāi)展了智能配電箱關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)。2022年8月，國(guó)內(nèi)首個(gè)具有狀態(tài)感知和遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的智能配電箱成功面世，研發(fā)團(tuán)隊(duì)率先研發(fā)了抗干擾、高精度配電箱保護(hù)零線電氣連接有效性檢測(cè)和漏電電流檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了融合定位和遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，是我國(guó)智能配電箱設(shè)計(jì)、生產(chǎn)核心技術(shù)上取得的重大突破。
“這款智能配電箱采用耐候性強(qiáng)的材料制造，內(nèi)部設(shè)計(jì)符合多項(xiàng)安全接線要求;集成了高效自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量接地電阻和漏電斷路器狀態(tài);集成定位技術(shù)，具備信息傳輸和聯(lián)網(wǎng)功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳;同時(shí)配備了聲光報(bào)警系統(tǒng)，并有一鍵斷電功能。”南網(wǎng)儲(chǔ)能公司創(chuàng)新與數(shù)字化部總經(jīng)理王勇介紹說(shuō)。“這是真正意義上的‘智能’配電箱，安全可靠性經(jīng)鑒定達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。”截至目前，這款智能配電箱已累計(jì)銷售1500多臺(tái)，相關(guān)成果已寫入《水電水利工程臨時(shí)施工用電安全技術(shù)規(guī)范》，為國(guó)內(nèi)水電行業(yè)施工用電管理提供了示范，該成果可廣泛運(yùn)用于水電水利、能源電力、房屋建筑、道路橋梁等多個(gè)領(lǐng)域的生產(chǎn)和基建現(xiàn)場(chǎng)。
“換了南網(wǎng)儲(chǔ)能公司生產(chǎn)的智能配電箱，有針對(duì)性地解決了問(wèn)題隱患，用電更規(guī)范、更放心、更安全了!”“南網(wǎng)儲(chǔ)能公司的智能配電箱，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控用電安全、運(yùn)行能耗等各項(xiàng)數(shù)據(jù)，運(yùn)維檢修工作更加高效便捷，沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)也能用!”在配電箱使用回訪中，智能配電箱憑“聰明”“安全”在廣西南寧抽水蓄能電站自流排水洞、貴港抽水蓄能電站水電十四局等施工現(xiàn)場(chǎng)“出圈”，得到市場(chǎng)一致認(rèn)可。(馮舒敏)
來(lái)源： 南網(wǎng)儲(chǔ)能官微
評(píng)論