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數(shù)智化技術(shù)構(gòu)建儲能新生態(tài)
日期:2024-05-08   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sy_linxinru 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
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”成為中國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中澎湃的新動能。

4月24日至25日,一場以“產(chǎn)研協(xié)同、共促發(fā)展”為主題的儲能行業(yè)數(shù)字化智能化技術(shù)創(chuàng)新成果交流會在南網(wǎng)儲能惠州抽水蓄能電站舉行,來自華為、阿里等近50家國內(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)儲能現(xiàn)場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,國務(wù)院印發(fā)《推動大規(guī)模設(shè)備更新和消費(fèi)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。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(jī)組上安全運(yùn)行超過25000小時(shí),首個(gè)人工智能數(shù)據(jù)分析平臺版本更新上線,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)儲能修試分公司副總經(jīng)理鞏宇表示,這套國產(chǎn)數(shù)智調(diào)速器系統(tǒng)通過運(yùn)行4500多個(gè)小時(shí)、啟動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%、啟動速度提高20%。

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(shí)啟動四個(gè)子系統(tǒng)研制的技術(shù)攻關(guān)。2023年7月,新研制的國產(chǎn)化抽水蓄能控制子系統(tǒng)先后完成對機(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2500次啟動、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。

據(jù)了解,按照“1臺機(jī)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(dá)到2500套,市場規(guī)模將超過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,我國首個(gè)抽水蓄能人工智能數(shù)據(jù)分析平臺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”。

“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(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1760萬元。”作為團(tuán)隊(duì)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?xiàng)钽戃幷f。

近年來,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)分析平臺是南網(wǎng)儲能公司歷時(shí)8年打造的我國首個(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)型在儲能領(lǐng)域的縮影。該平臺投運(yùn)以來,成果經(jīng)中國水力發(fā)電工程學(xué)會院士專家組鑒定,獲最高評價(jià)“國際領(lǐng)先”,入選國家能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)技聯(lián)盟能源數(shù)字化示范工程,獲中國水力發(fā)電科技進(jìn)步獎(jiǎng)。

依托項(xiàng)目搭建實(shí)證平臺

推動新型儲能產(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)展新型儲能寫進(jìn)其中。隨著我國風(fēng)電、光伏等間歇性、波動性清潔能源大規(guī)模、高比例接入電網(wǎng),新型儲能也同步進(jìn)入加速規(guī)?;焖侔l(fā)展的“快車道”。近年來,南網(wǎng)儲能聚焦新型儲能技術(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,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,我國新型儲能領(lǐng)域國家制造業(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)、國家能源集團(tuán)、南網(wǎng)儲能、億緯鋰能等13家新型儲能上下游龍頭企業(yè),圍繞電化學(xué)儲能、機(jī)械儲能、超導(dǎo)儲能、熱儲能、氫儲能等新型儲能五大領(lǐng)域,聚焦大容量、高安全、長壽命、高效率的規(guī)?;瘍δ苎b備和技術(shù)攻關(guān),實(shí)現(xiàn)儲能關(guān)鍵核心技術(shù)的開發(fā)、示范應(yīng)用和商業(yè)推廣。

佛山南海,有著“中國氫能之都”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600億元。2024年1月3日,南網(wǎng)儲能佛山寶塘電網(wǎng)側(cè)獨(dú)立電池儲能站(以下簡稱“寶塘儲能站”)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)模最大的儲能電站,也是我國一次性建成最大的電網(wǎng)側(cè)獨(dú)立儲能電站,直接提高廣東在運(yùn)新型儲能總量約20%。按照每天“兩充兩放”測算,寶塘儲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20萬戶居民的用電需求,減少二氧化碳排放30萬噸。

而不同于一般新型儲能電站的是,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)儲能電站聚合到一起,形成一個(gè)技術(shù)性能對比的“大擂臺”。

“當(dāng)前,廣東正加快將新型儲能打造為萬億級的戰(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,能夠針對全省不同的新型儲能應(yīng)用場景,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)儲能科技公司董事長汪志強(qiáng)表示。

在我國首個(gè)兆瓦級鋰離子電池儲能站——深圳寶清電池儲能站,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臺大巴和76臺小轎車報(bào)廢拆卸的12.2萬個(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)到了新儲能電池的90%以上,完全滿足虛擬電廠對分布式儲能系統(tǒng)的接入要求。

除了為電網(wǎng)供電,該系統(tǒng)還與站內(nèi)光儲充電樁系統(tǒng)相連,與光伏充儲放電進(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)儲能公司牽頭承擔(dān)的國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“鋰離子電池儲能系統(tǒng)全壽命周期應(yīng)用安全技術(shù)”項(xiàng)目參加全國第一屆能源電子產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新大賽暨第二屆先進(jìn)儲能技術(shù)創(chuàng)新挑戰(zhàn)賽,其中《儲能系統(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)測方法》獲得“壽命預(yù)測一等獎(jiǎng)”。

產(chǎn)學(xué)研用深度融合

科技成果從“書架”走向“貨架”


近年來,南網(wǎng)儲能公司聚焦提高企業(yè)核心競爭力和增強(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)國家級重大科研項(xiàng)目,攻克抽蓄機(jī)組成套開關(guān)設(shè)備(GCB)國產(chǎn)化難題,實(shí)現(xiàn)40萬千瓦級抽蓄機(jī)組國產(chǎn)化,獲評“科創(chuàng)中國”產(chǎn)學(xué)研協(xié)作類創(chuàng)新基地。

近年來,隨著抽蓄工程爆發(fā)式增長和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的需要,智慧基建成為發(fā)展趨勢,面對工程現(xiàn)場需要更加靈活的算力和電力支持,南網(wǎng)儲能公司研發(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)生的劇烈震動及大量灰塵對現(xiàn)場的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)測控制、本地管理等功能,使邊緣算力一體化收容平臺給基建現(xiàn)場各數(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了智慧化的革新。為加強(qiáng)施工現(xiàn)場臨時(shí)用電管理,南網(wǎng)儲能建管公司研發(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,開展了智能配電箱關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)。2022年8月,國內(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和漏電電流檢測技術(shù),實(shí)現(xiàn)了融合定位和遠(yuǎn)程監(jiān)控功能,是我國智能配電箱設(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;集成了高效自動測量系統(tǒng),能夠?qū)崟r(shí)測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)儲能公司創(chuàng)新與數(shù)字化部總經(jīng)理王勇介紹說。“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,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。

“換了南網(wǎng)儲能公司生產(chǎn)的智能配電箱,有針對性地解決了問題隱患,用電更規(guī)范、更放心、更安全了!”“南網(wǎng)儲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“出圈”,得到市場一致認(rèn)可。

原標(biāo)題:數(shù)智化技術(shù)構(gòu)建儲能新生態(tài) 
 
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來源:中國能源報(bào)
 
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