Untuk membantu mencapai tujuan “penurunan puncak emisi karbon, netralisasi karbon” dan membangun sistem tenaga listrik baru, China Southern Power Grid Corporation secara jelas mengusulkan untuk pada dasarnya membangun sistem tenaga listrik baru di wilayah selatan pada tahun 2030 dan sepenuhnya membangun sistem tenaga listrik baru pada tahun 2060. Dalam proses ini, kami akan secara aktif mengembangkan pembangkit listrik tenaga air dengan sistem penyimpanan terpompa (pumped storage). Kapasitas terpasang direncanakan akan meningkat masing-masing sebesar 6 juta kilowatt, 15 juta kilowatt, dan 15 juta kilowatt selama periode “Rencana Lima Tahun Keempat Belas, Kelima Belas, dan Keenam Belas”. Kami akan berupaya mencapai sekitar 44 juta kilowatt kapasitas penyimpanan terpompa di wilayah selatan pada tahun 2035, menjadikannya penyeimbang gangguan sistem tenaga listrik, penyeimbang beban, dan penstabil jaringan listrik tipe baru.
Sumber: Akun resmi WeChat “China Energy Media Intelligent Manufacturing”
Penulis: Peng Yumin, Lembaga Penelitian Penyimpanan Energi, Perusahaan Pembangkit Listrik Pengurangan Puncak dan Modulasi Frekuensi Jaringan Listrik Selatan Tiongkok, Ltd.
Fitur utama sistem tenaga baru
Sistem tenaga listrik baru didominasi oleh energi bersih, dan proporsi energi baru dalam konsumsi energi akan terus meningkat, secara bertahap membentuk bentuk pemanfaatan energi dengan energi baru, tenaga air, dan tenaga nuklir sebagai bentuk utama pembangkit listrik. Proporsi konsumsi energi fosil akan secara bertahap dikurangi untuk memenuhi target netral karbon, dan kapasitas terpasang energi fosil yang tersisa akan digunakan sebagai pasokan daya cadangan sistem tenaga listrik baru. Dalam sistem tenaga listrik baru, energi baru akan dihubungkan ke jaringan listrik secara terpusat dan terdistribusi. Dari segi akses terpusat, wilayah selatan berupaya mencapai tenaga angin darat lebih dari 24 juta kilowatt, tenaga angin lepas pantai lebih dari 20 juta kilowatt, dan akses fotovoltaik lebih dari 56 juta kilowatt pada tahun 2025. Dari segi akses terdistribusi, sumber daya listrik terdistribusi dengan kapasitas kecil, tingkat tegangan rendah yang terhubung ke jaringan listrik, dan dapat dikonsumsi di dekatnya akan dibangun di berbagai wilayah sesuai dengan kondisi setempat.
Dalam sistem tenaga baru dengan energi baru sebagai komponen utama, output aktual peralatan pembangkit tenaga energi baru sangat dipengaruhi oleh lingkungan meteorologi, yang memiliki karakteristik acak, volatil, dan intermitensi yang jelas. Penerapan luas substitusi energi listrik, peralatan penyimpanan energi rumah tangga, dan rumah pintar membuat beban sisi pengguna berkembang ke arah yang beragam dan interaktif, dan terminal pengguna memasuki mode baru yang berperan sebagai konsumen dan produsen. Sistem tenaga baru dengan energi baru sebagai komponen utama menghadirkan karakteristik "dua kali lipat tinggi" yaitu proporsi energi baru yang tinggi dan proporsi peralatan elektronik daya yang tinggi. Untuk mengatasi fluktuasi energi baru skala besar dan berbagai situasi ekstrem, perlu untuk mencocokkan kapasitas terpasang penyimpanan pompa dengan skala yang sesuai berdasarkan kapasitas terpasang dan skala output energi baru. Ketika output energi baru tidak normal, penyimpanan pompa harus mempertahankan kondisi sistem tenaga baru jaringan sebisa mungkin, dan mencegah transformasi sistem tenaga baru ke sistem tenaga tradisional. Oleh karena itu, pengembangan dan pembangunan pembangkit listrik penyimpanan pompa akan lebih cepat dan berskala lebih besar.
Permasalahan dan penanggulangan pengembangan pembangkit listrik tenaga air terpompa secara cepat dan berskala besar.
Perkembangan dan pembangunan yang pesat dan berskala besar telah menimbulkan masalah keselamatan, kualitas, dan kekurangan tenaga kerja. Untuk memenuhi kebutuhan pembangunan sistem tenaga listrik baru, sejumlah pembangkit listrik tenaga air dengan sistem penyimpanan pompa telah disetujui untuk dibangun setiap tahunnya. Masa konstruksi yang dibutuhkan juga telah dipersingkat secara signifikan dari 8-10 tahun menjadi 4-6 tahun. Perkembangan dan pembangunan proyek yang pesat ini pasti akan menimbulkan masalah keselamatan, kualitas, dan kekurangan tenaga kerja.
Untuk mengatasi serangkaian masalah yang ditimbulkan oleh perkembangan dan pembangunan proyek yang pesat, unit konstruksi dan manajemen proyek perlu terlebih dahulu melakukan penelitian dan praktik teknis tentang mekanisasi dan kecerdasan teknik sipil pembangkit listrik tenaga air. Teknologi TBM (Tunnel Boring Machine) diperkenalkan untuk penggalian sejumlah besar gua bawah tanah, dan peralatan TBM dikembangkan dengan mempertimbangkan karakteristik pembangkit listrik tenaga air, serta dirumuskan skema teknis konstruksi. Dengan mempertimbangkan berbagai skenario operasi seperti penggalian, pengiriman, penyangga, dan lengkungan terbalik selama konstruksi sipil, telah dikembangkan skema aplikasi pendukung untuk seluruh proses konstruksi mekanis dan cerdas, dan telah dilakukan penelitian tentang topik-topik seperti pengoperasian cerdas peralatan proses tunggal, otomatisasi sistem konstruksi seluruh proses, digitalisasi informasi konstruksi peralatan, konstruksi tanpa awak peralatan mekanik kendali jarak jauh, analisis persepsi cerdas kualitas konstruksi, dll., serta pengembangan berbagai peralatan dan sistem konstruksi mekanis dan cerdas.
Dalam hal mekanisasi dan kecerdasan teknik mesin dan listrik, kita dapat menganalisis permintaan dan kemungkinan penerapan mekanisasi dan kecerdasan dari aspek pengurangan operator, peningkatan efisiensi kerja, pengurangan risiko kerja, dan lain-lain, serta mengembangkan berbagai peralatan dan sistem konstruksi mekanisasi dan kecerdasan teknik mesin dan listrik untuk berbagai skenario operasi pemasangan peralatan mesin dan listrik.
Selain itu, teknologi desain dan simulasi teknik 3D juga dapat digunakan untuk membuat dan mensimulasikan beberapa fasilitas dan peralatan terlebih dahulu, yang tidak hanya dapat menyelesaikan sebagian pekerjaan lebih awal, mempersingkat periode konstruksi di lokasi, tetapi juga melakukan penerimaan fungsional dan kontrol kualitas lebih awal, sehingga secara efektif meningkatkan tingkat manajemen kualitas dan keselamatan.
Pengoperasian pembangkit listrik skala besar menimbulkan masalah keandalan pengoperasian, serta tuntutan yang cerdas dan intensif. Pengoperasian pembangkit listrik tenaga air skala besar akan menimbulkan masalah seperti biaya operasi dan pemeliharaan yang tinggi, kekurangan personel, dan lain-lain. Untuk mengurangi biaya operasi dan pemeliharaan, kuncinya adalah meningkatkan keandalan pengoperasian unit tenaga air; untuk mengatasi masalah kekurangan personel, perlu diwujudkan manajemen pengoperasian pembangkit listrik yang cerdas dan intensif.
Untuk meningkatkan keandalan operasional unit, dalam hal pemilihan dan desain jenis peralatan, teknisi perlu merangkum secara mendalam pengalaman praktis dalam desain dan pengoperasian pembangkit listrik tenaga air pompa, melakukan desain optimasi, pemilihan jenis, dan penelitian standardisasi pada subsistem peralatan terkait dari pembangkit listrik tenaga air pompa, dan memperbaruinya secara iteratif sesuai dengan pengalaman pengoperasian, penanganan kesalahan, dan pemeliharaan peralatan. Dalam hal manufaktur peralatan, unit tenaga air pompa tradisional masih memiliki beberapa teknologi manufaktur peralatan kunci di tangan produsen asing. Perlu dilakukan penelitian lokalisasi pada peralatan "kritis" ini, dan mengintegrasikan pengalaman dan strategi operasi dan pemeliharaan selama bertahun-tahun ke dalamnya, sehingga dapat secara efektif meningkatkan kualitas produk dan keandalan operasional peralatan inti utama ini. Dalam hal pemantauan operasi peralatan, teknisi perlu secara sistematis merumuskan standar konfigurasi elemen pemantauan status peralatan dari perspektif kemampuan pengamatan dan pengukuran status peralatan, melakukan penelitian mendalam tentang strategi pengendalian peralatan, strategi pemantauan status, dan metode evaluasi kesehatan berdasarkan persyaratan keselamatan intrinsik, membangun platform analisis cerdas dan peringatan dini untuk pemantauan status peralatan, menemukan bahaya tersembunyi pada peralatan terlebih dahulu dan melakukan peringatan dini tepat waktu.
Untuk mewujudkan manajemen operasi pembangkit listrik yang cerdas dan intensif, teknisi perlu melakukan penelitian tentang kontrol otomatis peralatan atau teknologi operasi satu tombol dalam hal kontrol dan pengoperasian peralatan, sehingga dapat mewujudkan pengaktifan dan penonaktifan otomatis sepenuhnya serta pengaturan beban unit tanpa campur tangan personel, dan mewujudkan pengurutan operasi dan konfirmasi cerdas multidimensi sejauh mungkin; Dalam hal inspeksi peralatan, teknisi dapat melakukan penelitian teknis tentang persepsi penglihatan mesin, persepsi pendengaran mesin, inspeksi robot, dan aspek lainnya, serta melakukan praktik teknis tentang penggantian mesin inspeksi; Dalam hal operasi intensif pembangkit listrik, perlu dilakukan penelitian dan praktik tentang teknologi pemantauan terpusat satu orang dan banyak pembangkit untuk secara efektif mengatasi masalah kekurangan sumber daya manusia yang bertugas yang disebabkan oleh perkembangan pembangkit listrik tenaga air.
Miniaturisasi pembangkit listrik tenaga air terpompa dan pengoperasian terintegrasi dari komplementasi multi-energi disebabkan oleh konsumsi sejumlah besar sumber energi baru yang tersebar. Ciri khas sistem tenaga listrik baru adalah banyaknya energi baru berskala kecil yang tersebar di berbagai area jaringan, beroperasi di jaringan tegangan rendah. Untuk menyerap dan memanfaatkan sumber energi baru yang tersebar ini semaksimal mungkin dan secara efektif mengurangi kemacetan daya pada jaringan listrik besar, perlu dibangun unit pembangkit listrik tenaga air terpompa yang tersebar di dekat sumber energi baru tersebut untuk mewujudkan penyimpanan, konsumsi, dan pemanfaatan energi baru secara lokal melalui jaringan listrik tegangan rendah. Oleh karena itu, perlu untuk menyelesaikan masalah miniaturisasi pembangkit listrik tenaga air terpompa dan pengoperasian terintegrasi dari komplementasi multi-energi.
Para insinyur dan teknisi perlu secara aktif melakukan penelitian tentang pemilihan lokasi, desain dan pembuatan, strategi pengendalian, dan aplikasi terintegrasi dari berbagai jenis pembangkit listrik tenaga air terdistribusi, termasuk unit tenaga air terdistribusi reversibel kecil, pengoperasian independen koaksial pompa dan turbin, pengoperasian gabungan pembangkit listrik tenaga air kecil dan stasiun pompa, dll.; Pada saat yang sama, penelitian dan demonstrasi proyek tentang teknologi pengoperasian terintegrasi tenaga air terdistribusi dan tenaga angin, listrik, dan air dilakukan untuk mengusulkan solusi teknis untuk eksplorasi efisiensi energi dan interaksi ekonomi dalam sistem tenaga baru.
Masalah "hambatan" teknis pada unit penyimpanan pompa berkecepatan variabel yang disesuaikan dengan jaringan listrik elastis tinggi. Unit penyimpanan pompa berkecepatan variabel memiliki karakteristik respons cepat terhadap pengaturan frekuensi primer, gaya input yang dapat disesuaikan dalam kondisi kerja pompa, dan unit beroperasi pada kurva optimal, serta respons sensitif dan momen inersia yang tinggi. Untuk secara efektif mengekang ketidakpastian dan volatilitas jaringan listrik, menyesuaikan dan menyerap kelebihan daya yang dihasilkan oleh energi baru di sisi pembangkitan dan sisi pengguna dengan lebih akurat, dan mengendalikan keseimbangan beban jaringan listrik yang sangat elastis dan interaktif dengan lebih baik, perlu untuk meningkatkan proporsi unit berkecepatan variabel dalam jaringan listrik. Namun, saat ini, sebagian besar teknologi kunci unit pemompaan dan penyimpanan air berkecepatan variabel masih berada di tangan produsen asing, dan masalah "hambatan" teknis perlu diatasi.
Untuk mewujudkan kendali independen atas teknologi inti utama, perlu memusatkan penelitian ilmiah dan kekuatan teknis dalam negeri untuk secara mendalam melaksanakan desain dan pengembangan motor generator kecepatan variabel dan turbin pompa, pengembangan strategi dan perangkat kendali untuk konverter eksitasi AC, pengembangan strategi dan perangkat kendali terkoordinasi untuk unit kecepatan variabel, penelitian strategi kendali governor untuk unit kecepatan variabel, penelitian proses konversi kondisi kerja dan strategi kendali terpadu untuk unit kecepatan variabel, serta mewujudkan desain dan manufaktur lokalisasi penuh dan aplikasi demonstrasi teknik unit kecepatan variabel besar.
Waktu posting: 09-Des-2022
