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抽水蓄能機組上新“國產(chǎn)智能大腦”

2024-04-17 09:46  來源:南方電網(wǎng)儲能股份有限公司  瀏覽:  

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,機組遠程集中控制模式深化應(yīng)用,促進抽水蓄能產(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)由計算機監(jiān)控、調(diào)速、勵磁、繼電保護等四個子系統(tǒng)組成,被譽為抽水蓄能電站的“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)先后完成對機組原系統(tǒng)的更新替換。“整套系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)達到國際領(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,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組進行實時的“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400余個,工作量達到了850人/天。

為鍛造新質(zhì)生產(chǎn)力,2018年起,團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)‘機器代人’,還能科學(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”,作為團隊主要成員的南網(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。

屬地分散到遠程集中

依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)釋放先進產(chǎn)能

“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”在抽水蓄能領(lǐng)域的實踐應(yīng)用正促進著機組產(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規(guī)模的抽水蓄能機組運行狀態(tài)?;诔墒斓奈锫?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)全部抽水蓄能機組的遠程集中控制,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)效率將進一步躍升。

2027年,我國抽水蓄能電站投運規(guī)模將達到8000萬千瓦以上,促進電力系統(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。

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