Каб дапамагчы ў дасягненні мэты «пікавага выкіду вугляроду, нейтралізацыі вугляроду» і пабудаваць новую энергасістэму, Кітайская паўднёвая энергасістэмная карпарацыя выразна прапанавала пабудаваць у паўднёвым рэгіёне ў асноўным новую энергасістэму да 2030 года і цалкам пабудаваць новую энергасістэму да 2060 года. У гэтым працэсе мы будзем актыўна развіваць гідраакумулюючыя электрастанцыі. Плануецца павялічыць усталяваную магутнасць да 6 мільёнаў кілават, 15 мільёнаў кілават і 15 мільёнаў кілават адпаведна на працягу перыядаў «чатырнаццатай, пятнаццатай і шаснаццатай пяцігодак». Мы будзем імкнуцца дасягнуць каля 44 мільёнаў кілават магутнасці гідраакумулюючых электрастанцый у паўднёвым рэгіёне да 2035 года, што зробіць іх новым тыпам балансавальніка перашкод энергасістэмы, балансавальніка нагрузкі і стабілізатара энергасістэмы.
Крыніца: афіцыйны акаўнт WeChat «China Energy Media Intelligent Manufacturing»
Аўтар: Пэн Юймін, Навукова-даследчы інстытут назапашвання энергіі, ТАА, Кітайская паўднёвая энергасістэма, знішчэнне пікаў і частасная мадуляцыя
Асноўныя характарыстыкі новай энергасістэмы
У новай энергасістэме пераважае чыстая энергія, і доля новай энергіі ў спажыванні энергіі будзе працягваць павялічвацца, паступова фарміруючы форму выкарыстання энергіі з новай энергіяй, гідраэнергіяй і атамнай энергіяй у якасці асноўнай формы вытворчасці энергіі. Доля спажывання выкапнёвай энергіі будзе паступова зніжацца для дасягнення мэты вугляроднай нейтральнасці, а астатняя ўсталяваная магутнасць выкапнёвай энергіі будзе выкарыстоўвацца ў якасці рэзервовага крыніцы харчавання новай энергасістэмы. У новай энергасістэме новая энергія будзе падключана да энергасістэмы цэнтралізавана і размеркавана. Што тычыцца цэнтралізаванага доступу, паўднёвы рэгіён імкнецца дасягнуць наземнай ветраэнергетыкі больш за 24 мільёны кілават, афшорнай ветраэнергетыкі больш за 20 мільёнаў кілават і доступу да фотаэлектрычных батарэй больш за 56 мільёнаў кілават да 2025 года. Што тычыцца размеркаванага доступу, то размеркаваныя крыніцы энергіі з малой магутнасцю, нізкім узроўнем напружання ў сетцы і магчымасцю спажывання паблізу будуць пабудаваныя ў розных рэгіёнах у залежнасці ад мясцовых умоў.
У новай энергасістэме з новай энергіяй у якасці асноўнага элемента, рэальная выпрацоўка новага абсталявання для вытворчасці энергіі значна залежыць ад метэаралагічных умоў, якія маюць відавочныя характарыстыкі выпадковасці, валацільнасці і перарывістасці. Шырокае прымяненне замяшчэння электрычнай энергіі, бытавога абсталявання для захоўвання энергіі і разумнага дома прыводзіць да развіцця нагрузкі на баку карыстальнікаў у дыверсіфікаваным і інтэрактыўным кірунку, і тэрмінал карыстальніка ўваходзіць у новы рэжым, які з'яўляецца адначасова спажыўцом і вытворцам. Новая энергасістэма з новай энергіяй у якасці асноўнага элемента мае характарыстыкі "падвойнага максімуму" з высокай доляй новай энергіі і высокай доляй магутнага электроннага абсталявання. Каб справіцца з маштабнымі ваганнямі новай энергіі і рознымі экстрэмальнымі сітуацыямі, неабходна супаставіць усталяваную магутнасць гідраакумулюючых электрастанцый з адпаведным маштабам у адпаведнасці з усталяванай магутнасцю і маштабам выпрацоўкі новай энергіі. Пры анамальнай вытворчасці новай энергіі гідраакумулюючыя электрастанцыі павінны максімальна падтрымліваць стан новай энергасістэмы ў сетцы і прадухіляць пераход новай энергасістэмы ў традыцыйную энергасістэму. Такім чынам, распрацоўка і будаўніцтва гідраакумулюючых электрастанцый будуць хутчэйшымі і больш маштабнымі.
Праблемы і контрмеры хуткага і маштабнага развіцця гідраакумулюючых электрастанцый
Хуткае і маштабнае развіццё і будаўніцтва прывялі да праблем бяспекі, якасці і недахопу персаналу. Каб задаволіць патрэбы будаўніцтва новай энергасістэмы, штогод атрымліваюць дазвол на будаўніцтва шэрагу гідраакумулюючых электрастанцый. Патрабаваны тэрмін будаўніцтва таксама значна скарочаны з 8-10 гадоў да 4-6 гадоў. Хуткае развіццё і будаўніцтва праекта непазбежна прывядзе да праблем бяспекі, якасці і недахопу персаналу.
Каб вырашыць шэраг праблем, выкліканых хуткім развіццём і будаўніцтвам праектаў, будаўнічым і праектным падраздзяленням неабходна спачатку правесці тэхнічныя даследаванні і практыку ў галіне механізацыі і інтэлектуальнага будаўніцтва гідраакумулюючых электрастанцый. Тэхналогія тунэльна-свідравальнай машыны (TBM) была ўкаранёна для раскопак вялікай колькасці падземных пячораў, а абсталяванне TBM было распрацавана ў спалучэнні з характарыстыкамі гідраакумулюючых электрастанцый, і была сфармулявана тэхнічная схема будаўніцтва. Улічваючы розныя сцэнарыі эксплуатацыі, такія як раскопкі, транспарціроўка, падтрымка і перавернутая арка падчас грамадзянскага будаўніцтва, была распрацавана схема падтрымкі ўсяго працэсу механізаванага і інтэлектуальнага будаўніцтва, а таксама былі праведзены даследаванні па такіх тэмах, як інтэлектуальная эксплуатацыя асобнага тэхналагічнага абсталявання, аўтаматызацыя ўсёй сістэмы будаўніцтва, лічбавізацыя інфармацыі аб будаўніцтве абсталявання, беспілотнае будаўніцтва механічнага абсталявання з дыстанцыйным кіраваннем, інтэлектуальны аналіз якасці будаўніцтва і г.д., распрацоўка рознага механізаванага і інтэлектуальнага будаўнічага абсталявання і сістэм.
Што тычыцца механізацыі і інтэлекту ў машынабудаванні і электратэхніцы, мы можам прааналізаваць попыт на прымяненне і магчымасці механізацыі і інтэлекту з пункту гледжання скарачэння колькасці аператараў, павышэння эфектыўнасці працы, зніжэння працоўных рызык і г.д., а таксама распрацаваць рознае будаўнічае абсталяванне і сістэмы для механізацыі і інтэлекту ў машынабудаванні і электратэхніцы для розных сцэнарыяў эксплуатацыі ўстаноўкі механічнага і электрычнага абсталявання.
Акрамя таго, тэхналогія 3D-інжынернага праектавання і мадэлявання можа быць выкарыстана для папярэдняга вырабу і мадэлявання некаторых аб'ектаў і абсталявання, што дазваляе не толькі загадзя выканаць частку работ, скараціць тэрміны будаўніцтва на аб'екце, але і загадзя правесці функцыянальную прыёмку і кантроль якасці, эфектыўна павышаючы ўзровень кіравання якасцю і бяспекай.
Маштабная эксплуатацыя электрастанцыі стварае праблему надзейнай працы, разумнага і інтэнсіўнага попыту. Маштабная эксплуатацыя гідраакумулюючых электрастанцый прывядзе да такіх праблем, як высокія выдаткі на эксплуатацыю і тэхнічнае абслугоўванне, недахоп персаналу і г.д. Для зніжэння выдаткаў на эксплуатацыю і тэхнічнае абслугоўванне ключом да паляпшэння надзейнасці працы гідраакумулюючых установак. Для вырашэння праблемы недахопу персаналу неабходна рэалізаваць інтэлектуальнае і інтэнсіўнае кіраванне эксплуатацыяй электрастанцыі.
Каб павысіць надзейнасць эксплуатацыі блока з пункту гледжання выбару тыпу і праектавання абсталявання, тэхнікам неабходна глыбока абагульніць практычны вопыт праектавання і эксплуатацыі гідраакумулюючых электрастанцый, правесці аптымізацыю праектавання, выбар тыпу і даследаванні стандартызацыі адпаведных падсістэм абсталявання гідраакумулюючых электрастанцый, а таксама ітэратыўна абнавіць іх у адпаведнасці з вопытам уводу абсталявання ў эксплуатацыю, ліквідацыі няспраўнасцей і тэхнічнага абслугоўвання. Што тычыцца вытворчасці абсталявання, традыцыйныя гідраакумулюючыя блокі ўсё яшчэ маюць некаторыя ключавыя тэхналогіі вытворчасці абсталявання ў руках замежных вытворцаў. Неабходна правесці даследаванні лакалізацыі гэтага "дросельнага" абсталявання і інтэграваць у іх шматгадовы вопыт і стратэгіі эксплуатацыі і тэхнічнага абслугоўвання, каб эфектыўна палепшыць якасць прадукцыі і надзейнасць эксплуатацыі гэтага ключавога асноўнага абсталявання. Што тычыцца маніторынгу працы абсталявання, тэхнікам неабходна сістэматычна распрацоўваць стандарты канфігурацыі элементаў маніторынгу стану абсталявання з пункту гледжання назіральнасці і вымярэння стану абсталявання, глыбока праводзіць даследаванні стратэгій кіравання абсталяваннем, стратэгій маніторынгу стану і метадаў ацэнкі стану на аснове патрабаванняў унутранай бяспекі, ствараць інтэлектуальную платформу аналізу і ранняга папярэджання для маніторынгу стану абсталявання, загадзя выяўляць схаваныя небяспекі ў абсталяванні і своечасова праводзіць ранняе папярэджанне.
Для рэалізацыі інтэлектуальнага і інтэнсіўнага кіравання працай электрастанцыі тэхнікам неабходна правесці даследаванні ў галіне аўтаматычнага кіравання абсталяваннем або адной з ключавых тэхналогій эксплуатацыі з пункту гледжання кіравання і эксплуатацыі абсталявання, каб рэалізаваць цалкам аўтаматычны запуск і выключэнне, а таксама рэгуляванне нагрузкі блока без умяшання персаналу, а таксама максімальна рэалізаваць паслядоўнасць аперацый і шматмернае інтэлектуальнае пацверджанне; у плане праверкі абсталявання тэхнікі могуць праводзіць тэхнічныя даследаванні ўспрымання машыннага зроку, слыхавога ўспрымання машыны, праверкі робатаў і іншых аспектаў, а таксама выконваць тэхнічную практыку па замене інспекцыйных машын; ва ўмовах інтэнсіўнай эксплуатацыі электрастанцыі неабходна правесці даследаванні і практыку ў галіне цэнтралізаванай тэхналогіі маніторынгу адным чалавекам і некалькімі ўстаноўкамі, каб эфектыўна вырашыць праблему недахопу працоўнага персаналу, выкліканага развіццём гідраакумулюючых электрастанцый.
Мініяцюрызацыя гідраакумулюючых электрастанцый і інтэграваная праца шматэнергетычнага дапаўнення, выкліканыя спажываннем вялікай колькасці размеркаваных новых крыніц энергіі. Выдатнай асаблівасцю новай энергасістэмы з'яўляецца тое, што існуе вялікая колькасць дробных новых крыніц энергіі, раскіданых па розных абласцях сеткі, якія працуюць у нізкавольтнай сетцы. Каб максімальна паглынуць і выкарыстоўваць гэтыя размеркаваныя новыя крыніцы энергіі і эфектыўна паменшыць перагрузку магутнасці вялікай энергасістэмы, неабходна будаваць размеркаваныя гідраакумулюючыя ўстаноўкі паблізу размеркаваных новых крыніц энергіі, каб рэалізаваць лакальнае захоўванне, спажыванне і выкарыстанне новай энергіі праз нізкавольтныя электрычныя сеткі. Такім чынам, неабходна вырашыць праблемы мініяцюрызацыі гідраакумулюючых электрастанцый і інтэграванай працы шматэнергетычнага дапаўнення.
Інжынерам і тэхнікам неабходна актыўна праводзіць даследаванні па выбары месца, праектаванні і вытворчасці, стратэгіі кіравання і комплексным ужыванні розных тыпаў размеркаваных гідраакумулюючых электрастанцый, у тым ліку невялікіх рэверсіўных гідраакумулюючых установак, кааксіяльнай незалежнай працы помпаў і турбін, сумеснай працы малых гідраэлектрастанцый і помпавых станцый і г.д.; у той жа час праводзяцца даследаванні і дэманстрацыя праектаў па інтэграванай тэхналогіі працы гідраакумулюючых установак, ветравой, светлавой і гідраэнергетыкі, каб прапанаваць тэхнічныя рашэнні для вывучэння энергаэфектыўнасці і эканамічнага ўзаемадзеяння ў новай энергасістэме.
Праблема тэхнічнага «затрымання» гідраакумулюючых установак са зменнай хуткасцю, адаптаваных да высокаэластычнай энергасеткі. Гідраакумулюючыя ўстаноўкі са зменнай хуткасцю маюць характарыстыкі хуткай рэакцыі на рэгуляванне асноўнай частаты, рэгуляваную ўваходную сілу ў працоўных умовах помпы і працу ўстаноўкі па аптымальнай крывой, а таксама адчувальную рэакцыю і высокі момант інэрцыі. Каб эфектыўна стрымліваць выпадковасць і валацільнасць энергасеткі, больш дакладна рэгуляваць і паглынаць лішнюю магутнасць, якая выпрацоўваецца новай энергіяй на баку вытворчасці і на баку карыстальніка, і лепш кантраляваць баланс нагрузкі высокаэластычнай і інтэрактыўнай энергасеткі, неабходна павялічыць долю установак са зменнай хуткасцю ў энергасетцы. Аднак у цяперашні час большасць ключавых тэхналогій перапампоўвальных і акумулюючых установак са зменнай хуткасцю ўсё яшчэ знаходзяцца ў руках замежных вытворцаў, і праблему тэхнічнага «затрымання» неабходна вырашыць.
Для рэалізацыі незалежнага кіравання ключавымі асноўнымі тэхналогіямі неабходна сканцэнтраваць айчынныя навукова-даследчыя і тэхнічныя сілы на глыбокім правядзенні праектавання і распрацоўкі генератарных рухавікоў і помпавых турбін са зменнай хуткасцю, распрацоўцы стратэгій і прылад кіравання для пераўтваральнікаў пераменнага току ўзбуджэння, распрацоўцы каардынаваных стратэгій і прылад кіравання для агрэгатаў са зменнай хуткасцю, даследаванні стратэгій рэгулятарнага кіравання для агрэгатаў са зменнай хуткасцю, даследаванні працэсу пераўтварэння працоўных умоў і інтэграваных стратэгій кіравання для агрэгатаў са зменнай хуткасцю, рэалізацыі поўнага лакалізаванага праектавання, вытворчасці і інжынернага дэманстрацыйнага прымянення вялікіх агрэгатаў са зменнай хуткасцю.
Час публікацыі: 09 снежня 2022 г.
