2023年，在全國電力負荷屢創(chuàng)新高和新能源裝機占比持續(xù)增大的形勢下，抽水蓄能作為目前技術(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，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臺機組啟動超過30000次，較2022年增長13.81%，發(fā)電電量112.61億度，首次突破100億千瓦時，較2022年增長27.36%，相當(dāng)于514萬居民用戶一年的用電量。

運行控制提效迅速響應(yīng)電力系統(tǒng)的調(diào)度需求

走進南網(wǎng)儲能公司番禺生產(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余張控制畫面開發(fā)、近14萬個數(shù)據(jù)測點配置、3100余個實時監(jiān)視信號采集、長達近8個月試運行后，我國首個抽水蓄能多廠站集控中心正式投運。

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)機器替代等多項數(shù)字化功能。“集控中心實現(xiàn)對粵港澳大灣區(qū)全部抽水蓄能機組的遠程集中控制，控制效率為傳統(tǒng)模式的2至3倍”，南網(wǎng)儲能運行公司集控中心總經(jīng)理向鳴介紹。

目前，粵港澳大灣區(qū)抽水蓄能裝機規(guī)模達到968萬千瓦，接近全國抽水蓄能裝機總量的1/5。為保證抽水蓄能機組“開得起，調(diào)得出，停得下”，一項項技術(shù)管理舉措先后在南網(wǎng)儲能公司落地見效。

“黑啟動”是抽水蓄能電站六大功能之一，通過抽水蓄能機組自啟動、輸電線路充電、啟動其他發(fā)電機組、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次黑啟動試驗先后完成，順利實現(xiàn)了年度試驗?zāi)繕?biāo)。其中，梅州、廣州、陽江3座抽水蓄能電站首次開展了帶500千伏線路運行“黑啟動”試驗，更為真實地模擬了電網(wǎng)“全黑”的啟動條件。

管理模式上，2023年7月起，南網(wǎng)儲能公司實現(xiàn)了粵港澳大灣區(qū)六座抽蓄電站的“7×24小時”全面應(yīng)急值班管理，由運行人員直接承擔(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

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

2022年5月，梅州、陽江兩座抽水蓄能電站全面投產(chǎn)發(fā)電。在2023年首個“完整運行年”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“成績單”。

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

2023年6月10至11日，我國電氣領(lǐng)域的30余位專家學(xué)者從全國各地奔赴粵港澳大灣區(qū)，參加由中國機械工業(yè)聯(lián)合會組織的“國產(chǎn)抽水蓄能機組成套開關(guān)設(shè)備”產(chǎn)品鑒定會，實地考察安裝在梅州抽水蓄能電站4號機組的首套開關(guān)運行情況。經(jīng)過嚴格評審，委員專家們給出了“綜合性能指標(biāo)達到國際領(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。這標(biāo)志著由產(chǎn)業(yè)鏈業(yè)主方南網(wǎng)儲能公司和供貨商西開電氣聯(lián)合開展的科技攻關(guān)取得實質(zhì)性成功。

高水頭、大容量是世界抽水蓄能機組發(fā)展的主要方向，能夠有效降低工程造價，提高電站綜合效益。陽江抽水蓄能電站是我國超高水頭超大容量抽水蓄能機組設(shè)計制造自主化的重點依托工程，也是國內(nèi)在運單機容量最大的抽水蓄能電站。2023年5至7月，在電站投運滿周年之際，一系列成果鑒定會密集召開。經(jīng)鑒定，該電站機組研制、系統(tǒng)設(shè)計、水道建設(shè)三項關(guān)鍵技術(shù)均達到國際領(lǐng)先水平，表明我國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。

同樣是攻克“卡脖子”難題，截至2023年12月底，南網(wǎng)儲能公司自主研制的我國首套抽水蓄能成套核心控制系統(tǒng)安全啟動超過2400次、累計運行時長超過21600小時。

抽水蓄能核心控制系統(tǒng)由計算機監(jiān)控、調(diào)速、勵磁、繼電保護等四大系統(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)鍵部件依賴進口，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，同時開展四大系統(tǒng)的“元件級”國產(chǎn)化設(shè)備研制工作。近三年來，研發(fā)團隊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)試試驗等工作。整套系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平，算法高效、功能完備，完成四大系統(tǒng)的“元件級”國產(chǎn)化替代工作，實現(xiàn)重大技術(shù)創(chuàng)新40項，21項技術(shù)填補國內(nèi)空白。

數(shù)據(jù)分析賦能大力推進人工巡檢的機器替代

當(dāng)前，以大數(shù)據(jù)、云計算、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，我國首個抽水蓄能人工智能數(shù)據(jù)分析平臺在粵港澳大灣區(qū)上線運行。“借助大數(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，實現(xiàn)90%人工巡檢的機器替代，科學(xué)減少機組停電檢修時間，每年可創(chuàng)造經(jīng)濟效益約1760萬元”，南網(wǎng)儲能修試公司自動化檢修部總經(jīng)理楊銘軒說到。

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

平臺上線運行后，南網(wǎng)儲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，原達到“秒級”數(shù)據(jù)在線分析提升到“毫秒級”;算法中臺全面重構(gòu)，利用機器學(xué)習(xí)算法智能自動更新數(shù)據(jù)評價規(guī)則;新增多類組態(tài)運算算子，結(jié)合量測模型服務(wù)實現(xiàn)算法批量布置;利用機器學(xué)習(xí)算法訓(xùn)練溫度趨勢、同期時間等場景模型，形成全業(yè)態(tài)智能分析能力;業(yè)數(shù)持續(xù)深度融合，基于算法體系實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動巡檢、設(shè)備狀態(tài)報告自動生成、缺陷隱患自動分析預(yù)判……2023年，南網(wǎng)儲能公司累計提前預(yù)判設(shè)備缺陷隱患50余起。

兩庫之水奔涌，機組飛速轉(zhuǎn)動，朵朵水花點亮南粵大地萬家燈火的故事在不停書寫。“十四五”期間，粵港澳大灣區(qū)預(yù)計新增4000萬千瓦風(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。