Rychlý a rozsáhlý rozvoj a výstavba s sebou přinesly problémy s bezpečností, kvalitou a nedostatek personálu. Aby bylo možné uspokojit stavební potřeby nové energetické soustavy, je každoročně schválena výstavba řady přečerpávacích elektráren. Požadovaná doba výstavby se také výrazně zkrátila z 8–10 let na 4–6 let. Rychlý rozvoj a výstavba projektu nevyhnutelně s sebou nese problémy s bezpečností, kvalitou a nedostatek personálu.
Aby bylo možné vyřešit řadu problémů způsobených rychlým rozvojem a výstavbou projektů, musí stavební a projektové jednotky nejprve provést technický výzkum a praxi v oblasti mechanizace a inteligence stavebního inženýrství přečerpávacích elektráren. Pro ražbu velkého množství podzemních kavern byla zavedena technologie TBM (Tunnel Boring Machine) a zařízení TBM bylo vyvinuto v kombinaci s charakteristikami přečerpávací elektrárny a bylo formulováno stavebně technické schéma. S ohledem na různé provozní scénáře, jako je výkop, přeprava, podepření a obrácený oblouk během stavební výstavby, bylo vyvinuto podpůrné aplikační schéma pro celý proces mechanizované a inteligentní výstavby a byl proveden výzkum témat, jako je inteligentní provoz jednotlivých procesních zařízení, automatizace celého procesního stavebního systému, digitalizace informací o konstrukci zařízení, bezobslužná konstrukce dálkově ovládaných mechanických zařízení, inteligentní analýza vnímání kvality výstavby atd. Byla vyvinuta různá mechanizovaná a inteligentní stavební zařízení a systémy.
Pokud jde o mechanizaci a inteligenci ve strojírenství a elektrotechnice, můžeme analyzovat poptávku po aplikacích a možnosti mechanizace a inteligence z hlediska snižování počtu operátorů, zvyšování efektivity práce, snižování pracovních rizik atd. a vyvíjet různá stavební zařízení a systémy pro mechanizaci a inteligenci v oblasti strojírenství a elektrotechniky pro různé provozní scénáře instalace mechanických a elektrických zařízení.
Kromě toho lze technologii 3D inženýrského návrhu a simulace použít také k prefabrikaci a simulaci některých zařízení a vybavení předem, což může nejen dokončit část práce předem, zkrátit dobu výstavby na místě, ale také provést funkční přejímku a kontrolu kvality předem, čímž se efektivně zlepší úroveň řízení kvality a bezpečnosti.
Velkoobjemový provoz elektráren s sebou nese problém spolehlivého provozu, inteligentní a intenzivní poptávky. Velkoobjemový provoz přečerpávacích elektráren s sebou nese problémy, jako jsou vysoké provozní a údržbářské náklady, nedostatek personálu atd. Pro snížení provozních a údržbářských nákladů je klíčem ke zlepšení provozní spolehlivosti přečerpávacích elektráren. Pro vyřešení problému nedostatku personálu je nutné realizovat inteligentní a intenzivní řízení provozu elektrárny.
Pro zlepšení provozní spolehlivosti bloku, pokud jde o výběr a návrh typu zařízení, musí technici důkladně shrnout praktické zkušenosti s návrhem a provozem přečerpávacích elektráren, provést optimalizační návrh, výběr typu a standardizační výzkum příslušných subsystémů zařízení přečerpávacích elektráren a iterativní aktualizaci v souladu se zkušenostmi s uváděním zařízení do provozu, řešením poruch a údržbou. Pokud jde o výrobu zařízení, tradiční přečerpávací jednotky mají stále některé klíčové technologie výroby zařízení v rukou zahraničních výrobců. Je nutné provést lokalizační výzkum těchto „tlumivek“ a integrovat do nich dlouholeté zkušenosti a strategie s provozem a údržbou, aby se efektivně zlepšila kvalita produktů a provozní spolehlivost těchto klíčových zařízení. Pokud jde o monitorování provozu zařízení, musí technici systematicky formulovat standardy konfigurace prvků monitorování stavu zařízení z hlediska pozorovatelnosti a měřitelnosti stavu zařízení, provést důkladný výzkum strategií řízení zařízení, strategií monitorování stavu a metod hodnocení stavu na základě požadavků na vnitřní bezpečnost, vybudovat inteligentní platformu pro analýzu a včasné varování pro monitorování stavu zařízení, včas odhalit skrytá nebezpečí v zařízení a včas provést včasné varování.
Aby bylo možné realizovat inteligentní a intenzivní řízení provozu elektrárny, musí technici provést výzkum v oblasti automatického řízení zařízení nebo jedné klíčové provozní technologie z hlediska řízení a provozu zařízení, aby bylo možné realizovat plně automatické spouštění a vypínání a regulaci zátěže jednotky bez zásahu personálu a co nejvíce realizovat sekvenci provozu a vícerozměrné inteligentní potvrzování. Pokud jde o kontrolu zařízení, technici mohou provádět technický výzkum vnímání strojovým viděním, sluchovým vnímáním strojovým vnímáním, robotickou kontrolu a další aspekty a provádět technickou praxi při výměně inspekčních strojů. V podmínkách intenzivního provozu elektrárny je nutné provést výzkum a praxi v oblasti centralizované monitorovací technologie pro jednu osobu a více elektráren, aby se efektivně vyřešil problém nedostatku lidských zdrojů ve službě způsobený rozvojem přečerpávacích elektráren.
Miniaturizace přečerpávacích elektráren a integrovaný provoz vícenásobné energetické komplementace je způsobena spotřebou velkého počtu distribuovaných nových zdrojů energie. Pozoruhodným rysem nové energetické soustavy je, že v různých oblastech sítě je rozptýleno velké množství malých nových zdrojů energie, které pracují v nízkonapěťové síti. Aby bylo možné tyto distribuované nové zdroje energie co nejvíce absorbovat a využít a efektivně zmírnit přetížení velké energetické sítě, je nutné vybudovat distribuované přečerpávací jednotky v blízkosti distribuovaných nových zdrojů energie, aby se zajistilo lokální ukládání, spotřeba a využití nové energie prostřednictvím nízkonapěťových elektrických sítí. Proto je nutné řešit problémy miniaturizace přečerpávacích elektráren a integrovaného provozu vícenásobné energetické komplementace.
Je nezbytné, aby inženýři a technici důkladně prováděli výzkum v oblasti výběru lokality, návrhu a výroby, strategie řízení a integrovaného využití různých typů distribuovaných přečerpávacích elektráren, včetně malých reverzibilních přečerpávacích jednotek, koaxiálního nezávislého provozu čerpadel a turbín, společného provozu malých vodních elektráren a čerpacích stanic atd. Zároveň se provádí výzkum a demonstrace projektů integrované technologie provozu přečerpávacích elektráren a větrné, světelné a vodní energie s cílem navrhnout technická řešení pro zkoumání energetické účinnosti a ekonomické interakce v novém energetickém systému.
Problém technického „ucpání“ přečerpávacích vodních elektráren s proměnnou rychlostí přizpůsobených vysoce elastické energetické síti. Přečerpávací vodní elektrárny s proměnnou rychlostí se vyznačují rychlou reakcí na regulaci primární frekvence, nastavitelnou vstupní silou za provozních podmínek čerpadla a provozem jednotky na optimální křivce, stejně jako citlivou odezvou a vysokým momentem setrvačnosti. Aby bylo možné účinně omezit náhodnost a volatilitu energetické sítě, přesněji upravovat a absorbovat přebytečný výkon generovaný novou energií na straně výroby a na straně uživatele a lépe řídit rozložení zátěže vysoce elastické a interaktivní energetické sítě, je nutné zvýšit podíl vodních elektráren s proměnnou rychlostí v energetické síti. V současné době je však většina klíčových technologií vodních čerpadel a akumulačních jednotek s proměnnou rychlostí stále v rukou zahraničních výrobců a problém technického „ucpávání“ je třeba vyřešit.
Aby bylo možné realizovat nezávislé řízení klíčových technologií, je nutné soustředit domácí vědeckovýzkumné a technické síly na hlubokou realizaci návrhu a vývoje generátorových motorů a čerpacích turbín s proměnnými otáčkami, vývoj strategií a zařízení pro řízení střídavého budicího měniče, vývoj koordinovaných strategií a zařízení pro jednotky s proměnnými otáčkami, výzkum strategií regulátorů pro jednotky s proměnnými otáčkami, výzkum procesu převodu provozních podmínek a integrovaných strategií řízení pro jednotky s proměnnými otáčkami, realizaci plnohodnotného lokalizačního návrhu, výroby a inženýrské demonstrační aplikace velkých jednotek s proměnnými otáčkami.
Stručně řečeno, s rychlým rozvojem a výstavbou nových energetických systémů je nezbytné urychlit výzkum v oblasti mechanizovaných a inteligentních konstrukčních technologií, inteligentních a intenzivních provozních technologií elektráren a víceenergetických doplňkových a integrovaných provozních technologií přečerpávacích elektráren, vybudovat řadu malých a středních přečerpávacích elektráren s distribuovanou novou energií podle místních podmínek a energicky podporovat lokalizaci a inženýrské využití přečerpávacích elektráren s proměnnou rychlostí. Vědečtí a techničtí pracovníci by měli využít rozvojové příležitosti, najít správný směr výzkumu a řádně přispět k výstavbě nového energetického systému a realizaci cíle „dvojího uhlíku“.
Čas zveřejnění: 28. prosince 2022
