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(yīng)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(yīng)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(zé)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(yīng)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。”南方電網(wǎng)儲能公司修試分公司負責(zé)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(fù)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。“這是一項關(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。”他說。

　　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”。“運行試驗證明，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。”鞏宇說。(人民日報海外版)