第15版:行业观察

中国能源报 2024年05月13日 星期一

返回目录  放大缩小全文复制   下一篇

数智化技术构建储能新生态

——南网储能公司数字化智能化探索实践

■冯舒敏 《 中国能源报 》( 2024年05月13日   第 15 版)

  图为粤港澳大湾区规模最大储能电站——佛山宝塘储能站。
  南网储能公司/供图

  图为我国首个兆瓦级锂离子电池储能站——深圳宝清电池储能站。
  南网储能公司/供图

  图为我国首个大规模抽水蓄能人工智能数据分析平台——南方电网抽水蓄能人工智能数据分析平台XS-1000D。
  南网储能公司/供图

  日前,一场以“产研协同、共促发展”为主题的储能行业数字化智能化技术创新成果交流会在南网储能惠州抽水蓄能电站举行。来自华为、阿里等近50家国内知名企业的120多名专家学者汇聚于此,共话加快新一代信息技术创新成果转化,共谋产业合作良机。

  南网储能现场展示了自主可控大型抽水蓄能机组数智调速系统、抽水蓄能多厂站集控系统关键技术、蓄能地下厂房水轮机层智能巡检机器人、智慧电厂综合解决方案、蓝牙空间智能感知系统等17项科技创新成果。

  ■数字赋能设备智造助力实现高水平科技自立自强

  今年3月,国务院印发《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》,大力推动生产设备更新和技术改造。近日,我国抽水蓄能领域首套全国产化核心控制系统在改造机组上安全运行超25000小时,首个人工智能数据分析平台版本更新上线,机组远程集中控制模式深化应用,促进抽水蓄能产业向高端化、智能化、绿色化发展。

  “数智调速系统是抽水蓄能机组的核心控制设备,直接影响机组发电可靠性和电网运行稳定性。”南网储能修试分公司副总经理巩宇介绍,这套国产数智调速器系统通过运行4500多个小时、启动1800余次的实用检验,性能稳定可靠。“新设备较进口设备功耗减少50%、启动速度提高20%。”

  推进设备更新,离不开科研攻关。抽水蓄能成套核心控制系统由四个子系统组成,被誉为抽水蓄能电站的“大脑”,涵盖206种设备、近12万个元件。此前,这套系统的关键部件依赖进口,“卡脖子”问题凸显。

  2021年2月,南方电网选取广州、惠州两座抽水蓄能电站为平台,同时启动四个子系统研制的技术攻关。2023年7月,新研制的国产化抽水蓄能控制子系统先后完成对机组原系统的更新替换。“整套系统关键技术达到国际领先水平,实现重大技术创新40项,21项技术填补国内空白。除了调速器系统,其他三个子系统的设备更新工作也在同步推进,新设备已通过2500次启动、25000小时的实地运行检验,标志着创新成果进入产业化应用新阶段。”巩宇介绍。

  据了解,按照“1台机组1套系统”估算,整套抽水蓄能“国产大脑”的市场容量将达到2500套,市场规模将超过370亿元,推广应用空间广阔。

  除了自主研制核心控制系统的推广应用,巩宇创新工作室团队近日还取得其他的新收获。不久前,我国首个抽水蓄能人工智能数据分析平台2.0新版本上线运行。“借助抽水蓄能人工智能大数据分析平台,我们能够足不出户地掌握设备健康状况,90%的巡检工作实现‘机器代人’,还能科学减少机组停电检修时间,每年可创造经济效益约1760万元。”作为团队成员的南网储能修试分公司自动化检修部总经理杨铭轩说。

  ■依托项目搭建实证平台推动新型储能产业集群高质量发展

  近年来,南网储能聚焦新型储能技术发展的前沿领域,搭建技术路线应用实证平台,以项目应用为牵引,统筹科技攻关、试验验证、工程应用等各个环节,促进产业链向高端延伸。

  2023年12月,我国新型储能领域国家制造业创新中心在广州成立。该中心由南方电网组织,联合国内13家新型储能上下游龙头企业,围绕电化学储能、机械储能、超导储能、热储能、氢储能等新型储能五大领域,聚焦大容量、高安全、长寿命、高效率的规模化储能装备和技术攻关,实现储能关键核心技术的开发、示范应用和商业推广。

  今年1月3日,粤港澳大湾区规模最大储能电站——南网储能佛山宝塘电网侧独立电池储能站投运,装机规模300兆瓦/600兆瓦时。这是我国一次性建成最大的电网侧独立储能电站,直接提高广东在运新型储能总量约20%。按照每天“两充两放”测算,该储能电站每年可向粤港澳大湾区输送4.3亿千瓦时清洁电能,满足20万户居民的用电需求,减排二氧化碳30万吨。

  “当前,广东正加快将新型储能打造为万亿级的战略性支柱产业,我们投资十几亿元搭建这样一个实证平台,能够针对全省不同的新型储能应用场景,为产业创新发展遴选出最优技术方案。”南网储能科技公司董事长汪志强表示。

  在我国首个兆瓦级锂离子电池储能站——深圳宝清电池储能站,一套容量为2兆瓦/8兆瓦时的磷酸铁锂动力电池梯次利用系统于2021年3月在站内投用。这套系统由80台大巴和76台小轿车报废拆卸的12.2万个电池单体连接而成,电池单体剩余容量约80%,剩余使用寿命约5年,电池转换效率在89%—94%之间,达到新储能电池的90%以上,完全满足虚拟电厂对分布式储能系统的接入要求。

  除了为电网供电,该系统还与站内光储充电桩系统相连,与光伏充储放电进行配合互补,实现汽车退役电池为在运电池充电,也能够保障充电桩系统更可靠地接入虚拟电厂。

  ■产学研用深度融合科技成果从“书架”走向“货架”

  近年来,南网储能公司自主创新能力不断提升,初步构建全域全链创新生态体系,研发投入大幅提升,科技成果转化收入实现质的飞跃,先后承担6项国家级重大科研项目,攻克抽蓄机组成套开关设备(GCB)国产化难题,实现40万千瓦级抽蓄机组国产化,获评“科创中国”产学研协作类创新基地。

  随着抽蓄工程爆发式增长和数字化转型的需要,智慧基建成为发展趋势。面对工程现场对更加灵活的算力和电力支持的需求,南网储能公司研发团队给出了破题答案。

  高温、高湿、强风、强降雨,抽水蓄能电站建设现场面临的自然条件通常比较恶劣,爆破作业产生的剧烈震动及大量灰尘对现场的IT设备造成极大威胁。为保证各类设备在恶劣环境下可靠工作,南网储能信通公司研发团队设计了一种IT收容设备,将算力需要的服务器、网络集成,封装在一个机柜里,连接现场电源即能实现配电输出、网络供应、温湿度调节,远程监测控制、本地管理等功能,使边缘算力一体化收容平台给基建现场各数字化系统提供稳定的算力支持。

  随着科技进步和智能化发展,工地用电管理也迎来智慧化革新。为加强施工现场临时用电管理,南网储能建管公司研发团队从配电箱保护零线、漏电电流、紧急断电、远程监控等技术手段入手,开展了智能配电箱关键技术的研发。2022年8月,国内首个具有状态感知和远程监控功能的智能配电箱成功面世,研发团队率先研发了抗干扰、高精度配电箱保护零线电气连接有效性检测和漏电电流检测技术,实现了融合定位和远程监控功能,这是我国智能配电箱设计、生产核心技术上取得的重大突破。

  “换了南网储能公司生产的智能配电箱,针对性地解决了问题隐患,用电更规范、更放心、更安全”“南网储能公司的智能配电箱可实时监控用电安全、运行能耗等各项数据,运维检修工作更加高效便捷,没有网络也能用”。在配电箱使用回访中,凭借“聪明”“安全”,智能配电箱在广西南宁抽水蓄能电站自流排水洞、贵港抽水蓄能电站水电十四局等施工现场,得到一致认可。