Lai palīdzētu sasniegt mērķi “oglekļa emisiju maksimuma sasniegšana, oglekļa emisiju neitralizācija” un izveidot jaunu energosistēmu, China Southern Power Grid Corporation nepārprotami ierosināja līdz 2030. gadam dienvidu reģionā izveidot jaunu energosistēmu un līdz 2060. gadam pilnībā izveidot jaunu energosistēmu. Šajā procesā mēs enerģiski attīstīsim sūknēšanas akumulatorus. “Četrpadsmitā, piecpadsmitā un sešpadsmitā piecu gadu plāna” periodos ir plānots palielināt uzstādīto jaudu attiecīgi par 6 miljoniem kilovatu, 15 miljoniem kilovatu un 15 miljoniem kilovatu. Mēs centīsimies līdz 2035. gadam sasniegt aptuveni 44 miljonus kilovatu sūknēšanas akumulatora jaudu dienvidu reģionā, padarot to par jauna veida energosistēmas traucējumu līdzsvarotāju, slodzes līdzsvarotāju un elektrotīkla stabilizatoru.
Avots: WeChat oficiālais konts “China Energy Media Intelligent Manufacturing”
Autors: Pengs Jumins, Ķīnas Dienvidu elektrotīkla enerģijas uzglabāšanas pētniecības institūts, uzņēmuma Peak Shaving and Frequency Modulation Power Generation Co., Ltd.
Jaunās energosistēmas galvenās iezīmes
Jaunajā energosistēmā dominē tīra enerģija, un jaunās enerģijas īpatsvars enerģijas patēriņā turpinās pieaugt, pakāpeniski veidojot enerģijas izmantošanas veidu ar jauno enerģiju, hidroenerģiju un kodolenerģiju kā galveno enerģijas ražošanas veidu. Fosilā kurināmā patēriņa īpatsvars pakāpeniski tiks samazināts, lai sasniegtu oglekļa neitrālo mērķi, un atlikušā fosilā kurināmā uzstādītā jauda tiks izmantota kā jaunās energosistēmas rezerves barošanas avots. Jaunajā energosistēmā jaunā enerģija tiks pieslēgta elektrotīklam centralizēti un izkliedēti. Centralizētas piekļuves ziņā dienvidu reģions līdz 2025. gadam cenšas panākt vairāk nekā 24 miljonu kilovatu vēja enerģijas ražošanu uz sauszemes, vairāk nekā 20 miljonu kilovatu jūras vēja enerģijas ražošanu un vairāk nekā 56 miljonu kilovatu fotoelektriskās piekļuves ražošanu. Decentralizētas piekļuves ziņā dažādos reģionos atbilstoši vietējiem apstākļiem tiks būvēti izkliedēti enerģijas avoti ar mazu jaudu, zemu piekļuves tīkla spriegumu un iespēju patērēt tuvumā.
Jaunajā energosistēmā ar jauno enerģiju kā galveno struktūru jauno enerģijas ražošanas iekārtu faktisko jaudu lielā mērā ietekmē meteoroloģiskā vide, kurai piemīt acīmredzamas nejaušības, svārstīguma un intermitences īpašības. Plaša elektroenerģijas aizstāšanas, mājsaimniecības enerģijas uzkrāšanas iekārtu un viedās mājas izmantošana liek lietotāja puses slodzei attīstīties daudzveidīgā un interaktīvā virzienā, un lietotāja terminālis nonāk jaunā režīmā, kas ir gan patērētājs, gan ražotājs. Jaunā energosistēma ar jauno enerģiju kā galveno struktūru uzrāda "dubultā augstuma" īpašības - lielu jaunās enerģijas īpatsvaru un lielu jaudas elektronisko iekārtu īpatsvaru. Lai tiktu galā ar jaunās enerģijas liela mēroga svārstībām un dažādām ekstremālām situācijām, ir nepieciešams saskaņot sūknēšanas akumulācijas uzstādīto jaudu ar atbilstošo mērogu atbilstoši uzstādītajai jaudai un jaunās enerģijas ražošanas apjomam. Ja jaunās enerģijas ražošana ir neparasta, sūknēšanas akumulācijai pēc iespējas jāuztur jaunās tīkla energosistēmas stāvoklis un jānovērš jaunās energosistēmas pārveidošana par tradicionālo energosistēmu. Tāpēc sūknēšanas akumulācijas elektrostaciju attīstība un būvniecība būs ātrāka un plašāka.
Problēmas un pretpasākumi, kas saistīti ar strauju un plaša mēroga sūknēšanas uzglabāšanas attīstību
Straujais un plaša mēroga attīstības un būvniecības process ir radījis drošības, kvalitātes un personāla trūkuma problēmas. Lai apmierinātu jaunās energosistēmas būvniecības vajadzības, katru gadu būvniecībai ir apstiprinātas vairākas sūknēšanas elektrostacijas. Arī nepieciešamais būvniecības periods ir ievērojami saīsināts no 8–10 gadiem līdz 4–6 gadiem. Projekta straujā attīstība un būvniecība neizbēgami radīs drošības, kvalitātes un personāla trūkuma problēmas.
Lai atrisinātu virkni problēmu, ko rada strauja projektu attīstība un būvniecība, būvniecības un projektu vadības vienībām vispirms jāveic tehniskie pētījumi un prakse sūknēšanas elektrostaciju civilās inženierijas mehanizācijas un intelekta jomā. Tiek ieviesta TBM (tuneļa urbšanas mašīnas) tehnoloģija liela skaita pazemes alu izrakšanai, un TBM aprīkojums tiek izstrādāts kombinācijā ar sūknēšanas elektrostacijas raksturlielumiem, un tiek formulēta būvniecības tehniskā shēma. Ņemot vērā dažādus darbības scenārijus, piemēram, izrakšanu, transportēšanu, atbalstu un apgrieztu arku civilās būvniecības laikā, ir izstrādāta atbalsta lietojumprogrammu shēma visam mehanizētās un intelektuālās būvniecības procesam, un ir veikti pētījumi par tādām tēmām kā viena procesa iekārtu intelektuāla darbība, visas procesa būvniecības sistēmas automatizācija, iekārtu būvniecības informācijas digitalizācija, tālvadības mehānisko iekārtu bezpilota būvniecība, būvniecības kvalitātes intelektuāla uztveres analīze utt., jāizstrādā dažādas mehanizētas un intelektuālas būvniecības iekārtas un sistēmas.
Runājot par mehānisko un elektrotehnisko iekārtu mehanizāciju un intelektu, mēs varam analizēt mehanizācijas un intelekta pielietojuma pieprasījumu un iespējas no operatoru skaita samazināšanas, darba efektivitātes uzlabošanas, darba risku samazināšanas utt. aspektiem, kā arī izstrādāt dažādas mehāniskās un elektrotehniskās mehanizācijas un intelekta būvniecības iekārtas un sistēmas dažādiem mehānisko un elektroiekārtu uzstādīšanas darbības scenārijiem.
Turklāt 3D inženiertehniskās projektēšanas un simulācijas tehnoloģiju var izmantot arī dažu objektu un iekārtu iepriekšējai izgatavošanai un simulēšanai, kas var ne tikai iepriekš pabeigt daļu darba, saīsināt būvniecības laiku objektā, bet arī iepriekš veikt funkcionālo pieņemšanu un kvalitātes kontroli, efektīvi uzlabojot kvalitātes un drošības vadības līmeni.
Elektrostacijas darbība plašā mērogā rada uzticamas darbības, inteliģentas un intensīvas pieprasījuma problēmu. Sūkņu akumulācijas elektrostaciju darbība plašā mērogā radīs tādas problēmas kā augstas ekspluatācijas un uzturēšanas izmaksas, personāla trūkums utt. Lai samazinātu ekspluatācijas un uzturēšanas izmaksas, galvenais ir uzlabot sūkņu akumulācijas iekārtu darbības uzticamību; Lai atrisinātu personāla trūkuma problēmu, ir jāīsteno elektrostacijas darbības inteliģenta un intensīva vadība.
Lai uzlabotu iekārtas darbības uzticamību iekārtu tipa izvēles un projektēšanas ziņā, tehniķiem ir padziļināti jāapkopo praktiskā pieredze sūknēšanas elektrostaciju projektēšanā un ekspluatācijā, jāveic optimizācijas projektēšana, tipa izvēle un standartizācijas pētījumi attiecīgajās sūknēšanas elektrostaciju iekārtu apakšsistēmās un jāatjaunina tie iteratīvi atbilstoši iekārtu nodošanas ekspluatācijā, bojājumu novēršanas un apkopes pieredzei. Iekārtu ražošanas ziņā tradicionālajām sūknēšanas iekārtām joprojām ir dažas galvenās iekārtu ražošanas tehnoloģijas ārvalstu ražotāju rokās. Ir nepieciešams veikt lokalizācijas pētījumus šīm "aizrīšanās" iekārtām un integrēt tajos daudzu gadu ekspluatācijas un apkopes pieredzi un stratēģijas, lai efektīvi uzlabotu šo galveno iekārtu produktu kvalitāti un darbības uzticamību. Iekārtu darbības uzraudzības ziņā tehniķiem ir sistemātiski jāformulē iekārtu stāvokļa uzraudzības elementu konfigurācijas standarti no iekārtu stāvokļa novērojamības un izmērāmības viedokļa, jāveic padziļināti pētījumi par iekārtu vadības stratēģijām, stāvokļa uzraudzības stratēģijām un veselības novērtēšanas metodēm, pamatojoties uz iekšējās drošības prasībām, jāizveido inteliģenta analīzes un agrīnās brīdināšanas platforma iekārtu stāvokļa uzraudzībai, iepriekš jāatrod slēptās briesmas iekārtās un savlaicīgi jāveic agrīnā brīdināšana.
Lai realizētu elektrostacijas inteliģentu un intensīvu darbības vadību, tehniķiem jāveic pētījumi par iekārtu automātisko vadību vai vienu galveno darbības tehnoloģiju iekārtu vadības un darbības ziņā, lai realizētu pilnībā automātisku iekārtas iedarbināšanu un izslēgšanu, kā arī slodzes regulēšanu bez personāla iejaukšanās, un pēc iespējas realizēt darbības secību un daudzdimensionālu intelektuālu apstiprināšanu; iekārtu pārbaudes ziņā tehniķi var veikt tehniskos pētījumus par mašīnredzes uztveri, mašīnaudies uztveri, robotu pārbaudi un citiem aspektiem, kā arī veikt tehnisko praksi pārbaudes iekārtu nomaiņai; elektrostacijas intensīvas darbības ziņā ir jāveic pētījumi un prakse par vienas personas un vairāku elektrostaciju centralizētu uzraudzības tehnoloģiju, lai efektīvi risinātu dežūrējošo cilvēkresursu trūkuma problēmu, ko rada sūknēšanas akumulācijas elektrostaciju attīstība.
Hidroakumulācijas miniaturizācija un daudzenerģijas papildināšanas integrētā darbība, ko rada liela skaita izkliedētu jaunu enerģijas avotu patēriņš. Jaunās energosistēmas ievērojama iezīme ir tā, ka dažādās tīkla zonās ir izkliedēts liels skaits maza mēroga jaunas enerģijas avotu, kas darbojas zemsprieguma tīklā. Lai pēc iespējas vairāk absorbētu un izmantotu šos izkliedētos jaunos enerģijas avotus un efektīvi mazinātu lielā elektrotīkla pārslodzi, ir nepieciešams būvēt izkliedētas hidroakumulācijas iekārtas netālu no izkliedētajiem jaunajiem enerģijas avotiem, lai realizētu jaunas enerģijas lokālu uzglabāšanu, patēriņu un izmantošanu, izmantojot zemsprieguma elektrotīklus. Tāpēc ir jāatrisina hidroakumulācijas miniaturizācijas un daudzenerģijas papildināšanas integrētās darbības problēmas.
Inženieriem un tehniķiem ir enerģiski jāveic pētījumi par vairāku veidu izkliedētu sūknēšanas elektrostaciju, tostarp mazu reversīvu sūknēšanas iekārtu, koaksiālu neatkarīgu sūkņu un turbīnu darbību, mazu hidroelektrostaciju un sūknēšanas staciju kopīgu darbību utt., vietas izvēli, projektēšanu un ražošanu, vadības stratēģiju un integrētu pielietošanu; vienlaikus tiek veikti pētījumi un projektu demonstrācija par sūknēšanas elektrostaciju un vēja, gaismas un hidroenerģijas integrēto darbības tehnoloģiju, lai piedāvātu tehniskus risinājumus energoefektivitātes un ekonomiskās mijiedarbības izpētei jaunajā energosistēmā.
Mainīga ātruma sūknēšanas iekārtu, kas pielāgotas augstas elastības elektrotīklam, tehniskās "aizrīšanās" problēma. Mainīga ātruma sūknēšanas iekārtām ir raksturīga ātra reakcija uz primārās frekvences regulēšanu, regulējams ieejas spēks sūkņa darba apstākļos un iekārtas darbība optimālā līknē, kā arī jutīga reakcija un augsts inerces moments. Lai efektīvi ierobežotu elektrotīkla nejaušību un svārstīgumu, precīzāk pielāgotu un absorbētu jaunās enerģijas radīto pārpalikumu ražošanas un lietotāja pusē un labāk kontrolētu ļoti elastīgā un interaktīvā elektrotīkla slodzes līdzsvaru, ir jāpalielina mainīga ātruma iekārtu īpatsvars elektrotīklā. Tomēr pašlaik lielākā daļa mainīga ātruma ūdens sūknēšanas un uzglabāšanas iekārtu galveno tehnoloģiju joprojām atrodas ārvalstu ražotāju rokās, un ir jāatrisina tehniskās "aizrīšanās" problēma.
Lai realizētu galveno pamattehnoloģiju neatkarīgu vadību, ir jākoncentrē vietējie zinātniskie pētījumi un tehniskie spēki, lai padziļināti veiktu mainīga ātruma ģeneratoru motoru un sūkņu turbīnu projektēšanu un izstrādi, vadības stratēģiju un ierīču izstrādi maiņstrāvas ierosmes pārveidotājiem, koordinētu vadības stratēģiju un ierīču izstrādi mainīga ātruma iekārtām, regulatora vadības stratēģiju izpēti mainīga ātruma iekārtām, darba apstākļu pārveidošanas procesa un integrēto vadības stratēģiju izpēti mainīga ātruma iekārtām, realizētu lielu mainīga ātruma iekārtu pilnīgas lokalizācijas projektēšanu un ražošanu, kā arī inženiertehnisko demonstrācijas pielietojumu.
Publicēšanas laiks: 2022. gada 9. decembris
