नई विद्युत प्रणाली के अनुकूल पम्पिंग और भंडारण प्रणाली के विकास के लिए समस्याएं और प्रतिउपाय

"कार्बन पीकिंग, कार्बन न्यूट्रलाइजेशन" के लक्ष्य को प्राप्त करने और एक नई बिजली प्रणाली बनाने में मदद करने के लिए, चाइना सदर्न पावर ग्रिड कॉर्पोरेशन ने स्पष्ट रूप से 2030 तक दक्षिणी क्षेत्र में एक नई बिजली प्रणाली बनाने और 2060 तक पूरी तरह से एक नई बिजली प्रणाली बनाने का प्रस्ताव रखा। इस प्रक्रिया में, हम पंप स्टोरेज को सख्ती से विकसित करेंगे। "चौदहवीं, पंद्रहवीं और सोलहवीं पंचवर्षीय योजना" अवधि के दौरान क्रमशः 6 मिलियन किलोवाट, 15 मिलियन किलोवाट और 15 मिलियन किलोवाट की स्थापित क्षमता बढ़ाने की योजना है। हम 2035 तक दक्षिणी क्षेत्र में लगभग 44 मिलियन किलोवाट पंप स्टोरेज क्षमता तक पहुँचने का प्रयास करेंगे, जिससे यह एक नए प्रकार का पावर सिस्टम डिस्टर्बेंस बैलेंसर, लोड बैलेंसर और पावर ग्रिड स्टेबलाइज़र बन जाएगा।
स्रोत: WeChat आधिकारिक खाता “चीन ऊर्जा मीडिया बुद्धिमान विनिर्माण”
लेखक: पेंग यूमिन, ऊर्जा भंडारण अनुसंधान संस्थान, चाइना सदर्न पावर ग्रिड पीक शेविंग और फ्रीक्वेंसी मॉड्यूलेशन पावर जनरेशन कंपनी लिमिटेड

नई बिजली प्रणाली की मुख्य विशेषताएं
नई ऊर्जा प्रणाली में स्वच्छ ऊर्जा का प्रभुत्व है, और ऊर्जा खपत में नई ऊर्जा का अनुपात बढ़ता रहेगा, धीरे-धीरे नई ऊर्जा, जल विद्युत, परमाणु ऊर्जा के साथ ऊर्जा उपयोग का एक रूप बनेगा जो बिजली उत्पादन का मुख्य रूप होगा। कार्बन तटस्थ लक्ष्य को पूरा करने के लिए जीवाश्म ऊर्जा खपत का अनुपात धीरे-धीरे कम हो जाएगा, और जीवाश्म ऊर्जा की शेष स्थापित क्षमता का उपयोग नई बिजली प्रणाली की बैकअप बिजली आपूर्ति के रूप में किया जाएगा। नई बिजली प्रणाली में, नई ऊर्जा को केंद्रीकृत और वितरित तरीके से पावर ग्रिड से जोड़ा जाएगा। केंद्रीकृत पहुंच के संदर्भ में, दक्षिणी क्षेत्र 2025 तक 24 मिलियन किलोवाट से अधिक की तटवर्ती पवन ऊर्जा, 20 मिलियन किलोवाट से अधिक की अपतटीय पवन ऊर्जा और 56 मिलियन किलोवाट से अधिक की फोटोवोल्टिक पहुंच प्राप्त करने का प्रयास करता है। वितरित पहुंच के संदर्भ में, छोटी क्षमता वाले वितरित बिजली स्रोत, पहुंच ग्रिड के कम वोल्टेज स्तर और पास में खपत किए जा सकने वाले विभिन्न क्षेत्रों में स्थानीय परिस्थितियों के अनुसार बनाए जाएंगे।
नई ऊर्जा को मुख्य निकाय के रूप में रखने वाली नई बिजली प्रणाली में, नई ऊर्जा बिजली उत्पादन उपकरणों का वास्तविक उत्पादन मौसम संबंधी वातावरण से बहुत प्रभावित होता है, जिसमें स्पष्ट रूप से यादृच्छिकता, अस्थिरता और रुक-रुक कर होने वाली विशेषताएँ होती हैं। विद्युत ऊर्जा प्रतिस्थापन, घरेलू ऊर्जा भंडारण उपकरण और स्मार्ट होम का व्यापक अनुप्रयोग उपयोगकर्ता पक्ष के भार को विविधतापूर्ण और संवादात्मक दिशा में विकसित करता है, और उपयोगकर्ता टर्मिनल एक नए मोड में प्रवेश करता है जो उपभोक्ता और उत्पादक दोनों है। नई ऊर्जा को मुख्य निकाय के रूप में रखने वाली नई बिजली प्रणाली नई ऊर्जा के उच्च अनुपात और बिजली इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के उच्च अनुपात की "डबल हाई" विशेषताएँ प्रस्तुत करती है। नई ऊर्जा के बड़े पैमाने पर उतार-चढ़ाव और विभिन्न चरम स्थितियों से निपटने के लिए, नई ऊर्जा की स्थापित क्षमता और उत्पादन पैमाने के अनुसार पंप स्टोरेज की स्थापित क्षमता को संबंधित पैमाने से मिलाना आवश्यक है। जब नई ऊर्जा का उत्पादन असामान्य होता है, तो पंप स्टोरेज को ग्रिड की नई बिजली प्रणाली की स्थिति को यथासंभव बनाए रखना चाहिए, और नई बिजली प्रणाली को पारंपरिक बिजली प्रणाली में बदलने से रोकना चाहिए। इसलिए, पंप स्टोरेज पावर स्टेशनों का विकास और निर्माण तेजी से और अधिक बड़े पैमाने पर होगा।
पंप स्टोरेज के तीव्र और बड़े पैमाने पर विकास की समस्याएं और प्रतिउपाय
तेजी से और बड़े पैमाने पर विकास और निर्माण ने सुरक्षा, गुणवत्ता और कर्मियों की कमी की समस्याएं पैदा की हैं। नई बिजली प्रणाली की निर्माण आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, हर साल कई पंप स्टोरेज पावर स्टेशनों के निर्माण को मंजूरी दी गई है। आवश्यक निर्माण अवधि को भी 8-10 साल से घटाकर 4-6 साल कर दिया गया है। परियोजना का तेजी से विकास और निर्माण अनिवार्य रूप से सुरक्षा, गुणवत्ता और कर्मियों की कमी की समस्याएं लाएगा।
परियोजनाओं के तेजी से विकास और निर्माण से उत्पन्न समस्याओं की एक श्रृंखला को हल करने के लिए, निर्माण और परियोजना प्रबंधन इकाइयों को सबसे पहले पंप स्टोरेज पावर प्लांट के सिविल इंजीनियरिंग के मशीनीकरण और बुद्धिमत्ता पर तकनीकी अनुसंधान और अभ्यास करने की आवश्यकता है। बड़ी संख्या में भूमिगत गुफाओं की खुदाई के लिए टीबीएम (टनल बोरिंग मशीन) तकनीक पेश की गई है, और पंप स्टोरेज पावर स्टेशन की विशेषताओं के संयोजन में टीबीएम उपकरण विकसित किया गया है, और एक निर्माण तकनीकी योजना तैयार की गई है। सिविल निर्माण के दौरान खुदाई, शिपमेंट, समर्थन और उल्टे आर्च जैसे विभिन्न ऑपरेशन परिदृश्यों को देखते हुए, मशीनीकृत और बुद्धिमान निर्माण की पूरी प्रक्रिया के लिए एक सहायक अनुप्रयोग योजना विकसित की गई है, और एकल प्रक्रिया उपकरणों के बुद्धिमान संचालन, पूरी प्रक्रिया निर्माण प्रणाली के स्वचालन, उपकरण निर्माण जानकारी के डिजिटलीकरण, रिमोट कंट्रोल मैकेनिकल उपकरणों के मानव रहित निर्माण, निर्माण गुणवत्ता के बुद्धिमान धारणा विश्लेषण आदि विषयों पर शोध किया गया है। विभिन्न मशीनीकृत और बुद्धिमान निर्माण उपकरण और प्रणालियों का विकास करें।
मैकेनिकल और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के मशीनीकरण और बुद्धिमत्ता के संदर्भ में, हम ऑपरेटरों को कम करने, कार्य कुशलता में सुधार, कार्य जोखिम को कम करने आदि के पहलुओं से मशीनीकरण और बुद्धिमत्ता की आवेदन मांग और संभावना का विश्लेषण कर सकते हैं, और मैकेनिकल और इलेक्ट्रिकल उपकरण स्थापना के विभिन्न संचालन परिदृश्यों के लिए विभिन्न मैकेनिकल और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग मशीनीकरण और बुद्धिमत्ता निर्माण उपकरण और प्रणालियों का विकास कर सकते हैं।
इसके अलावा, 3डी इंजीनियरिंग डिजाइन और सिमुलेशन तकनीक का उपयोग कुछ सुविधाओं और उपकरणों को पहले से तैयार करने और अनुकरण करने के लिए भी किया जा सकता है, जो न केवल काम का हिस्सा पहले से पूरा कर सकता है, साइट पर निर्माण अवधि को छोटा कर सकता है, बल्कि पहले से कार्यात्मक स्वीकृति और गुणवत्ता नियंत्रण भी कर सकता है, जिससे गुणवत्ता और सुरक्षा प्रबंधन स्तर में प्रभावी रूप से सुधार हो सकता है।
पावर स्टेशन के बड़े पैमाने पर संचालन से विश्वसनीय संचालन, बुद्धिमान और गहन मांग की समस्या सामने आती है। पंप स्टोरेज पावर स्टेशनों के बड़े पैमाने पर संचालन से उच्च संचालन और रखरखाव लागत, कर्मियों की कमी आदि जैसी समस्याएं आएंगी। संचालन और रखरखाव की लागत को कम करने के लिए, कुंजी पंप स्टोरेज इकाइयों की संचालन विश्वसनीयता में सुधार करना है; कर्मियों की कमी की समस्या को हल करने के लिए, बिजली संयंत्र के बुद्धिमान और गहन संचालन प्रबंधन का एहसास करना आवश्यक है।
इकाई की संचालन विश्वसनीयता में सुधार करने के लिए, उपकरण प्रकार के चयन और डिजाइन के संदर्भ में, तकनीशियनों को पंप स्टोरेज पावर प्लांट के डिजाइन और संचालन में व्यावहारिक अनुभव को गहराई से सारांशित करने, पंप स्टोरेज पावर प्लांट के प्रासंगिक उपकरण उप-प्रणालियों पर अनुकूलन डिजाइन, प्रकार चयन और मानकीकरण अनुसंधान करने और उपकरण कमीशनिंग, दोष हैंडलिंग और रखरखाव के अनुभव के अनुसार उन्हें पुनरावृत्त रूप से अपडेट करने की आवश्यकता है। उपकरण निर्माण के संदर्भ में, पारंपरिक पंप स्टोरेज इकाइयों में अभी भी विदेशी निर्माताओं के हाथों में कुछ प्रमुख उपकरण निर्माण तकनीकें हैं। इन "चोक" उपकरणों पर स्थानीयकरण अनुसंधान करना और उनमें संचालन और रखरखाव के वर्षों के अनुभव और रणनीतियों को एकीकृत करना आवश्यक है, ताकि इन प्रमुख कोर उपकरणों की उत्पाद गुणवत्ता और संचालन विश्वसनीयता में प्रभावी रूप से सुधार किया जा सके। उपकरण संचालन निगरानी के संदर्भ में, तकनीशियनों को उपकरण स्थिति अवलोकन और मापनीयता के परिप्रेक्ष्य से उपकरण स्थिति निगरानी तत्व विन्यास मानकों को व्यवस्थित रूप से तैयार करने की आवश्यकता है, आंतरिक सुरक्षा आवश्यकताओं के आधार पर उपकरण नियंत्रण रणनीतियों, स्थिति निगरानी रणनीतियों और स्वास्थ्य मूल्यांकन विधियों पर गहन शोध करना, उपकरण स्थिति निगरानी के लिए एक बुद्धिमान विश्लेषण और प्रारंभिक चेतावनी मंच का निर्माण करना, उपकरणों में छिपे खतरों को पहले से ढूंढना और समय पर प्रारंभिक चेतावनी देना।
बिजली संयंत्र के बुद्धिमान और गहन संचालन प्रबंधन का एहसास करने के लिए, तकनीशियनों को उपकरण नियंत्रण और संचालन के संदर्भ में उपकरण स्वचालित नियंत्रण या एक प्रमुख संचालन तकनीक पर अनुसंधान करने की आवश्यकता है, ताकि कर्मियों के हस्तक्षेप के बिना इकाई के पूरी तरह से स्वचालित स्टार्टअप और शटडाउन और लोड विनियमन का एहसास हो सके और जहां तक ​​संभव हो सके संचालन अनुक्रम और बहुआयामी बुद्धिमान पुष्टि का एहसास हो सके; उपकरण निरीक्षण के संदर्भ में, तकनीशियन मशीन दृष्टि धारणा, मशीन श्रवण धारणा, रोबोट निरीक्षण और अन्य पहलुओं पर तकनीकी अनुसंधान कर सकते हैं, और निरीक्षण मशीनों के प्रतिस्थापन पर तकनीकी अभ्यास कर सकते हैं; पावर स्टेशन के गहन संचालन के संदर्भ में, पंप स्टोरेज पावर स्टेशनों के विकास के कारण ड्यूटी पर मानव संसाधनों की कमी की समस्या को प्रभावी ढंग से हल करने के लिए एक व्यक्ति और कई पौधों की केंद्रीकृत निगरानी तकनीक पर अनुसंधान और अभ्यास करना आवश्यक है।
पंप स्टोरेज का लघुकरण और मल्टी एनर्जी सप्लीमेंटेशन का एकीकृत संचालन बड़ी संख्या में वितरित नई ऊर्जा स्रोतों की खपत के कारण हुआ है। नई बिजली प्रणाली की एक उल्लेखनीय विशेषता यह है कि ग्रिड के विभिन्न क्षेत्रों में बड़ी संख्या में छोटे पैमाने की नई ऊर्जा बिखरी हुई है, जो कम वोल्टेज ग्रिड में काम कर रही है। इन वितरित नई ऊर्जा स्रोतों को यथासंभव अवशोषित करने और उपयोग करने और बड़े पावर ग्रिड की बिजली भीड़ को प्रभावी ढंग से कम करने के लिए, कम वोल्टेज पावर ग्रिड के माध्यम से नई ऊर्जा के स्थानीय भंडारण, खपत और उपयोग को महसूस करने के लिए वितरित नई ऊर्जा स्रोतों के पास वितरित पंप स्टोरेज इकाइयों का निर्माण करना आवश्यक है। इसलिए, पंप स्टोरेज के लघुकरण और मल्टी एनर्जी सप्लीमेंटेशन के एकीकृत संचालन की समस्याओं को हल करना आवश्यक है।
इंजीनियरों और तकनीशियनों के लिए यह आवश्यक है कि वे साइट चयन, डिजाइन और निर्माण, नियंत्रण रणनीति और छोटे प्रतिवर्ती पंप भंडारण इकाइयों, पंपों और टर्बाइनों के समाक्षीय स्वतंत्र संचालन, छोटे जल विद्युत स्टेशनों और पंप स्टेशनों के संयुक्त संचालन आदि सहित कई प्रकार के वितरित पंप भंडारण बिजली स्टेशनों के एकीकृत अनुप्रयोग पर सख्ती से अनुसंधान करें; साथ ही, नई बिजली प्रणाली में ऊर्जा दक्षता और आर्थिक संपर्क की खोज के लिए तकनीकी समाधान प्रस्तावित करने के लिए पंप भंडारण और पवन, प्रकाश और जल विद्युत के एकीकृत संचालन प्रौद्योगिकी पर अनुसंधान और परियोजना प्रदर्शन किया जाता है।
उच्च लोचदार पावर ग्रिड के लिए अनुकूलित परिवर्तनीय गति पंप भंडारण इकाइयों की तकनीकी "चोक" की समस्या। परिवर्तनीय गति पंप भंडारण इकाइयों में प्राथमिक आवृत्ति विनियमन के लिए तेजी से प्रतिक्रिया, पंप काम करने की स्थिति के तहत समायोज्य इनपुट बल और इष्टतम वक्र पर संचालित इकाई, साथ ही संवेदनशील प्रतिक्रिया और जड़ता के उच्च क्षण की विशेषताएं हैं। पावर ग्रिड की यादृच्छिकता और अस्थिरता को प्रभावी ढंग से रोकने के लिए, उत्पादन पक्ष और उपयोगकर्ता पक्ष पर नई ऊर्जा द्वारा उत्पन्न अतिरिक्त बिजली को अधिक सटीक रूप से समायोजित और अवशोषित करने और अत्यधिक लोचदार और इंटरैक्टिव पावर ग्रिड के लोड संतुलन को बेहतर ढंग से नियंत्रित करने के लिए, पावर ग्रिड में परिवर्तनीय गति इकाइयों के अनुपात को बढ़ाना आवश्यक है। हालाँकि, वर्तमान में, परिवर्तनीय गति जल पंपिंग और भंडारण इकाइयों की अधिकांश प्रमुख प्रौद्योग
प्रमुख कोर प्रौद्योगिकियों के स्वतंत्र नियंत्रण का एहसास करने के लिए, घरेलू वैज्ञानिक अनुसंधान और तकनीकी बलों को चर-गति जनरेटर मोटर्स और पंप टर्बाइनों के डिजाइन और विकास, एसी उत्तेजना कन्वर्टर्स के लिए नियंत्रण रणनीतियों और उपकरणों के विकास, चर-गति इकाइयों के लिए समन्वित नियंत्रण रणनीतियों और उपकरणों के विकास, चर-गति इकाइयों के लिए गवर्नर नियंत्रण रणनीतियों के अनुसंधान, चर-गति इकाइयों के लिए काम करने की स्थिति रूपांतरण प्रक्रिया और एकीकृत नियंत्रण रणनीतियों के अनुसंधान, बड़े चर गति इकाइयों के पूर्ण स्थानीयकरण डिजाइन और विनिर्माण और इंजीनियरिंग प्रदर्शन आवेदन का एहसास करने के लिए गहराई से ध्यान केंद्रित करना आवश्यक है।