Lo sviluppo e la costruzione rapidi e su larga scala hanno comportato problemi di sicurezza, qualità e carenza di personale. Per soddisfare le esigenze costruttive del nuovo sistema energetico, ogni anno vengono approvate diverse centrali elettriche ad accumulo e pompaggio. Anche i tempi di costruzione previsti sono stati notevolmente ridotti, passando da 8-10 anni a 4-6 anni. Il rapido sviluppo e la rapida costruzione del progetto comporteranno inevitabilmente problemi di sicurezza, qualità e carenza di personale.
Per risolvere una serie di problemi causati dal rapido sviluppo e dalla rapida costruzione di progetti, le unità di costruzione e gestione dei progetti devono innanzitutto svolgere attività di ricerca e pratica tecnica sulla meccanizzazione e l'intelligenza dell'ingegneria civile delle centrali elettriche ad accumulo. Viene introdotta la tecnologia TBM (Tunnel Boring Machine) per lo scavo di un gran numero di caverne sotterranee e le attrezzature TBM vengono sviluppate in combinazione con le caratteristiche delle centrali elettriche ad accumulo, formulando uno schema tecnico di costruzione. Alla luce di diversi scenari operativi come scavo, trasporto, supporto e arco rovescio durante le costruzioni civili, è stato sviluppato uno schema applicativo di supporto per l'intero processo di costruzione meccanizzata e intelligente, e sono state condotte ricerche su argomenti quali il funzionamento intelligente di singole apparecchiature di processo, l'automazione dell'intero sistema di costruzione, la digitalizzazione delle informazioni di costruzione delle apparecchiature, la costruzione senza operatore di apparecchiature meccaniche a controllo remoto, l'analisi della percezione intelligente della qualità costruttiva, ecc. Sviluppando varie attrezzature e sistemi di costruzione meccanizzati e intelligenti.
In termini di meccanizzazione e intelligenza dell'ingegneria meccanica ed elettrica, possiamo analizzare la domanda applicativa e la possibilità di meccanizzazione e intelligenza dal punto di vista della riduzione degli operatori, del miglioramento dell'efficienza del lavoro, della riduzione dei rischi lavorativi, ecc. e sviluppare varie attrezzature e sistemi di costruzione di meccanizzazione e intelligenza di ingegneria meccanica ed elettrica per vari scenari operativi di installazione di apparecchiature meccaniche ed elettriche.
Inoltre, la tecnologia di progettazione e simulazione ingegneristica 3D può essere utilizzata anche per prefabbricare e simulare in anticipo alcune strutture e attrezzature, il che non solo consente di completare parte del lavoro in anticipo, abbreviare il periodo di costruzione in loco, ma anche di eseguire in anticipo l'accettazione funzionale e il controllo di qualità, migliorando efficacemente il livello di gestione della qualità e della sicurezza.
Il funzionamento su larga scala della centrale elettrica comporta il problema dell'affidabilità operativa e di una domanda intelligente e intensiva. Il funzionamento su larga scala delle centrali elettriche ad accumulo con pompaggio comporterà problemi quali elevati costi di esercizio e manutenzione, carenza di personale, ecc. Per ridurre i costi di esercizio e manutenzione, la chiave è migliorare l'affidabilità operativa delle unità di pompaggio; per risolvere il problema della carenza di personale, è necessario realizzare una gestione intelligente e intensiva della centrale elettrica.
Per migliorare l'affidabilità operativa dell'unità, in termini di selezione e progettazione del tipo di apparecchiatura, i tecnici devono acquisire una conoscenza approfondita dell'esperienza pratica nella progettazione e gestione di centrali elettriche ad accumulo con pompaggio, condurre ricerche di ottimizzazione, selezione del tipo e standardizzazione sui sottosistemi di apparecchiature pertinenti delle centrali elettriche ad accumulo con pompaggio, e aggiornarli iterativamente in base all'esperienza di messa in servizio, gestione dei guasti e manutenzione delle apparecchiature. In termini di produzione delle apparecchiature, le unità di accumulo con pompaggio tradizionali dispongono ancora di alcune tecnologie chiave di produzione in mano a produttori stranieri. È necessario condurre ricerche di localizzazione su queste apparecchiature "a strozzamento" e integrare anni di esperienza e strategie di gestione e manutenzione, al fine di migliorare efficacemente la qualità del prodotto e l'affidabilità operativa di queste apparecchiature chiave. In termini di monitoraggio del funzionamento delle apparecchiature, i tecnici devono formulare sistematicamente standard di configurazione degli elementi di monitoraggio dello stato delle apparecchiature dal punto di vista dell'osservabilità e della misurabilità dello stato delle apparecchiature, condurre ricerche approfondite sulle strategie di controllo delle apparecchiature, sulle strategie di monitoraggio dello stato e sui metodi di valutazione della salute basati sui requisiti di sicurezza intrinseca, creare un'analisi intelligente e una piattaforma di allerta precoce per il monitoraggio dello stato delle apparecchiature, individuare in anticipo i pericoli nascosti nelle apparecchiature ed effettuare un'allerta precoce in modo tempestivo.
Per realizzare una gestione operativa intelligente e intensiva della centrale elettrica, i tecnici devono svolgere ricerche sul controllo automatico delle apparecchiature o su una tecnologia operativa chiave in termini di controllo e funzionamento delle apparecchiature, in modo da realizzare l'avvio e l'arresto completamente automatici e la regolazione del carico dell'unità senza l'intervento del personale e realizzare il sequenziamento delle operazioni e la conferma intelligente multidimensionale per quanto possibile; In termini di ispezione delle apparecchiature, i tecnici possono svolgere ricerche tecniche sulla percezione della visione artificiale, sulla percezione uditiva delle macchine, sull'ispezione dei robot e su altri aspetti e svolgere esercitazioni tecniche sulla sostituzione delle macchine di ispezione; In termini di funzionamento intensivo della centrale elettrica, è necessario svolgere ricerche e esercitazioni sulla tecnologia di monitoraggio centralizzato di una persona e di più impianti per risolvere efficacemente il problema della carenza di risorse umane in servizio causata dallo sviluppo di centrali elettriche ad accumulo di pompaggio.
La miniaturizzazione dell'accumulo di pompaggio e il funzionamento integrato della multi-integrazione energetica sono dovuti al consumo di un gran numero di nuove fonti energetiche distribuite. Una caratteristica notevole del nuovo sistema energetico è la presenza di un gran numero di nuove fonti di energia di piccola taglia, distribuite in diverse aree della rete, che operano nella rete a bassa tensione. Per assorbire e utilizzare il più possibile queste nuove fonti di energia distribuite e alleviare efficacemente la congestione della rete elettrica di grandi dimensioni, è necessario costruire unità di accumulo di pompaggio distribuite in prossimità delle nuove fonti di energia distribuite, al fine di realizzare lo stoccaggio, il consumo e l'utilizzo locale di nuova energia attraverso le reti elettriche a bassa tensione. Pertanto, è necessario risolvere i problemi della miniaturizzazione dell'accumulo di pompaggio e del funzionamento integrato della multi-integrazione energetica.
È necessario che ingegneri e tecnici svolgano ricerche approfondite sulla selezione del sito, la progettazione e la produzione, la strategia di controllo e l'applicazione integrata di molteplici tipologie di centrali elettriche a pompaggio distribuite, tra cui piccole unità di pompaggio reversibili, funzionamento indipendente coassiale di pompe e turbine, funzionamento congiunto di piccole centrali idroelettriche e stazioni di pompaggio, ecc. Allo stesso tempo, vengono svolte ricerche e dimostrazioni di progetto sulla tecnologia di funzionamento integrato di pompaggio, energia eolica, luminosa e idroelettrica per proporre soluzioni tecniche per l'esplorazione dell'efficienza energetica e dell'interazione economica nel nuovo sistema energetico.
Il problema del "choke" tecnico delle unità di pompaggio e accumulo a velocità variabile adattate a una rete elettrica altamente elastica. Le unità di pompaggio e accumulo a velocità variabile presentano le seguenti caratteristiche: risposta rapida alla regolazione della frequenza primaria, forza di ingresso regolabile in condizioni di funzionamento della pompa e funzionamento dell'unità secondo la curva ottimale, nonché risposta sensibile ed elevato momento di inerzia. Per limitare efficacemente la casualità e la volatilità della rete elettrica, regolare e assorbire con maggiore precisione la potenza in eccesso generata dalla nuova energia sia dal lato di generazione che dal lato utente e controllare meglio il bilanciamento del carico di una rete elettrica altamente elastica e interattiva, è necessario aumentare la quota di unità a velocità variabile nella rete elettrica. Tuttavia, attualmente, la maggior parte delle tecnologie chiave delle unità di pompaggio e accumulo idrico a velocità variabile è ancora in mano a produttori stranieri e il problema del "choke" tecnico deve essere risolto.
Per realizzare il controllo indipendente delle principali tecnologie di base, è necessario concentrare la ricerca scientifica nazionale e le forze tecniche per portare avanti in modo approfondito la progettazione e lo sviluppo di motori generatori a velocità variabile e turbine a pompa, lo sviluppo di strategie e dispositivi di controllo per convertitori di eccitazione CA, lo sviluppo di strategie e dispositivi di controllo coordinati per unità a velocità variabile, la ricerca di strategie di controllo del regolatore per unità a velocità variabile, la ricerca del processo di conversione delle condizioni di lavoro e strategie di controllo integrate per unità a velocità variabile, realizzare la progettazione e la produzione di localizzazione complete e l'applicazione dimostrativa ingegneristica di grandi unità a velocità variabile.
In sintesi, con il rapido sviluppo e la costruzione di nuovi sistemi energetici, è necessario accelerare la ricerca su tecnologie di costruzione meccanizzate e intelligenti, tecnologie di gestione intelligente e intensiva delle centrali elettriche e tecnologie di gestione multi-energia complementari e integrate delle centrali elettriche ad accumulo di pompaggio, costruire un numero di centrali elettriche ad accumulo di piccole e medie dimensioni con nuova energia distribuita in base alle condizioni locali e promuovere vigorosamente la localizzazione e l'applicazione ingegneristica di unità di accumulo di pompaggio a velocità variabile. Il personale scientifico e tecnico dovrebbe cogliere l'opportunità di sviluppo, individuare la giusta direzione di ricerca e fornire il dovuto contributo alla costruzione di un nuovo sistema energetico e al raggiungimento dell'obiettivo del "doppio carbonio".
Data di pubblicazione: 28 dicembre 2022
