Szybki i masowy rozwój oraz budowa spowodowały problemy z bezpieczeństwem, jakością i niedoborem kadr. Aby sprostać potrzebom budowlanym nowego systemu energetycznego, co roku zatwierdzano budowę szeregu elektrowni szczytowo-pompowych. Wymagany okres budowy został również znacznie skrócony z 8-10 lat do 4-6 lat. Szybki rozwój i budowa projektu nieuchronnie pociągną za sobą problemy z bezpieczeństwem, jakością i niedoborem kadr.
Aby rozwiązać szereg problemów wynikających z szybkiego rozwoju i realizacji projektów, jednostki budowlane i zarządzające projektami muszą najpierw przeprowadzić badania techniczne i praktyczne w zakresie mechanizacji i inteligencji inżynierii lądowej elektrowni szczytowo-pompowych. Wprowadzono technologię TBM (Tunnel Boring Machine) do drążenia dużej liczby podziemnych komór, a sprzęt TBM opracowano w połączeniu z charakterystyką elektrowni szczytowo-pompowych, a także sformułowano schemat techniczny budowy. Biorąc pod uwagę różne scenariusze operacyjne, takie jak wykopy, transport, podparcie i łuk odwrócony podczas budowy, opracowano schemat aplikacji pomocniczych dla całego procesu zmechanizowanego i inteligentnego budownictwa, a także przeprowadzono badania dotyczące takich zagadnień, jak inteligentna obsługa pojedynczego sprzętu procesowego, automatyzacja całego systemu budowy, digitalizacja informacji o budowie sprzętu, bezzałogowa budowa zdalnie sterowanego sprzętu mechanicznego, inteligentna analiza percepcji jakości budowy itp. Opracowano różnorodne zmechanizowane i inteligentne urządzenia i systemy budowlane.
Jeśli chodzi o mechanizację i inteligencję inżynierii mechanicznej i elektrycznej, możemy analizować zapotrzebowanie aplikacji i możliwości mechanizacji i inteligencji z punktu widzenia redukcji liczby operatorów, poprawy wydajności pracy, zmniejszenia ryzyka zawodowego itp., a także rozwijać różnorodne urządzenia i systemy mechanizacji i inteligencji inżynierii mechanicznej i elektrycznej dla różnych scenariuszy operacyjnych instalacji urządzeń mechanicznych i elektrycznych.
Ponadto technologię projektowania inżynierskiego 3D i symulacji można stosować także do wcześniejszej prefabrykacji i symulacji niektórych obiektów i urządzeń, co pozwala nie tylko na wcześniejsze ukończenie części prac, skrócenie czasu budowy na miejscu, ale także na wcześniejsze przeprowadzenie odbioru funkcjonalnego i kontroli jakości, skutecznie podnosząc poziom zarządzania jakością i bezpieczeństwem.
Eksploatacja elektrowni na dużą skalę wiąże się z problemem niezawodności, inteligentnego i intensywnego zapotrzebowania. Eksploatacja elektrowni szczytowo-pompowych na dużą skalę wiąże się z problemami, takimi jak wysokie koszty eksploatacji i konserwacji, niedobory kadrowe itp. Aby obniżyć koszty eksploatacji i konserwacji, kluczem jest poprawa niezawodności działania elektrowni szczytowo-pompowych. Aby rozwiązać problem niedoboru kadr, konieczne jest wdrożenie inteligentnego i intensywnego zarządzania eksploatacją elektrowni.
Aby poprawić niezawodność działania jednostki, w zakresie doboru typu i konstrukcji urządzeń, technicy muszą dogłębnie przeanalizować praktyczne doświadczenie w projektowaniu i eksploatacji elektrowni szczytowo-pompowych, przeprowadzić badania dotyczące optymalizacji projektu, doboru typu i standaryzacji odpowiednich podsystemów urządzeń elektrowni szczytowo-pompowych oraz aktualizować je iteracyjnie, zgodnie z doświadczeniem w zakresie uruchamiania urządzeń, obsługi usterek i konserwacji. Jeśli chodzi o produkcję urządzeń, tradycyjne elektrownie szczytowo-pompowe nadal korzystają z kluczowych technologii produkcji urządzeń pochodzących od producentów zagranicznych. Konieczne jest przeprowadzenie badań lokalizacyjnych tych urządzeń „dławiących” oraz zintegrowanie wieloletniego doświadczenia i strategii w zakresie eksploatacji i konserwacji, aby skutecznie poprawić jakość produktu i niezawodność działania tych kluczowych urządzeń. Jeśli chodzi o monitorowanie działania sprzętu, technicy muszą systematycznie formułować standardy konfiguracji elementów monitorowania stanu sprzętu z perspektywy obserwowalności i mierzalności stanu sprzętu, prowadzić dogłębne badania nad strategiami sterowania sprzętem, strategiami monitorowania stanu i metodami oceny stanu technicznego w oparciu o wewnętrzne wymagania bezpieczeństwa, budować inteligentną platformę analizy i wczesnego ostrzegania do monitorowania stanu sprzętu, wykrywać ukryte zagrożenia w sprzęcie z wyprzedzeniem i terminowo przeprowadzać wczesne ostrzeganie.
Aby zrealizować inteligentne i intensywne zarządzanie pracą elektrowni, technicy muszą przeprowadzić badania nad automatycznym sterowaniem urządzeniami lub jedną z kluczowych technologii operacyjnych pod kątem sterowania i pracy urządzeń, aby zrealizować w pełni automatyczne uruchamianie i wyłączanie oraz regulację obciążenia jednostki bez ingerencji personelu, a także zrealizować sekwencjonowanie operacji i wielowymiarowe inteligentne potwierdzenie, w miarę możliwości; Jeśli chodzi o kontrolę urządzeń, technicy mogą przeprowadzić badania techniczne nad percepcją wizji maszynowej, percepcją słuchową maszyn, kontrolą robotów i innymi aspektami, a także przeprowadzić ćwiczenia techniczne w zakresie wymiany maszyn kontrolnych; Jeśli chodzi o intensywną pracę elektrowni, konieczne jest przeprowadzenie badań i ćwiczeń w zakresie scentralizowanej technologii monitorowania jednej osoby i wielu elektrowni, aby skutecznie rozwiązać problem niedoboru zasobów ludzkich na dyżurze spowodowany rozwojem elektrowni szczytowo-pompowych.
Miniaturyzacja elektrowni szczytowo-pompowych i zintegrowane uzupełnianie się wielu źródeł energii wynikają ze zużycia dużej liczby rozproszonych, nowych źródeł energii. Cechą charakterystyczną nowego systemu elektroenergetycznego jest duża liczba małych, nowych źródeł energii rozproszonych w różnych obszarach sieci, działających w sieci niskiego napięcia. Aby w pełni wykorzystać te rozproszone, nowe źródła energii i skutecznie zmniejszyć przeciążenia energetyczne dużej sieci elektroenergetycznej, konieczna jest budowa rozproszonych elektrowni szczytowo-pompowych w pobliżu rozproszonych, nowych źródeł energii, co umożliwi lokalne magazynowanie, zużycie i wykorzystanie nowej energii za pośrednictwem sieci niskiego napięcia. Dlatego konieczne jest rozwiązanie problemów miniaturyzacji elektrowni szczytowo-pompowych i zintegrowanego uzupełniania się wielu źródeł energii.
Inżynierowie i technicy muszą intensywnie prowadzić badania nad wyborem lokalizacji, projektowaniem i produkcją, strategią sterowania i zintegrowanym zastosowaniem wielu typów rozproszonych elektrowni szczytowo-pompowych, w tym małych odwracalnych jednostek szczytowo-pompowych, współosiowej niezależnej pracy pomp i turbin, wspólnej pracy małych elektrowni wodnych i stacji pomp itp. Jednocześnie prowadzone są badania i demonstracje projektów w zakresie zintegrowanej technologii eksploatacji elektrowni szczytowo-pompowych oraz energii wiatru, światła i wody w celu zaproponowania rozwiązań technicznych służących do badania efektywności energetycznej i interakcji ekonomicznych w nowym systemie energetycznym.
Problem technicznego „dławienia” w elektrowniach szczytowo-pompowych o zmiennej prędkości obrotowej, dostosowanych do sieci elektroenergetycznej o wysokiej elastyczności. Elektrownie szczytowo-pompowe charakteryzują się szybką reakcją na regulację częstotliwości, regulowaną siłą wejściową w warunkach pracy pompy oraz pracą jednostki według optymalnej charakterystyki, a także wrażliwą reakcją i wysokim momentem bezwładności. Aby skutecznie ograniczyć losowość i zmienność sieci elektroenergetycznej, dokładniej regulować i absorbować nadmiar energii generowanej przez nową energię po stronie wytwórczej i po stronie użytkowników oraz lepiej kontrolować bilans obciążeń w wysoce elastycznej i interaktywnej sieci elektroenergetycznej, konieczne jest zwiększenie udziału elektrowni o zmiennej prędkości obrotowej w sieci elektroenergetycznej. Jednak obecnie większość kluczowych technologii elektrowni szczytowo-pompowych o zmiennej prędkości obrotowej nadal znajduje się w rękach producentów zagranicznych, a problem technicznego „dławienia” wymaga rozwiązania.
Aby zrealizować niezależną kontrolę kluczowych technologii, konieczne jest skoncentrowanie krajowych badań naukowych i sił technicznych na dogłębnym przeprowadzeniu projektowania i rozwoju silników generatorów o zmiennej prędkości i turbin pompowych, opracowaniu strategii sterowania i urządzeń dla przekształtników wzbudzenia prądu przemiennego, opracowaniu skoordynowanych strategii sterowania i urządzeń dla jednostek o zmiennej prędkości, badaniu strategii sterowania regulatorem dla jednostek o zmiennej prędkości, badaniu procesu konwersji warunków pracy i zintegrowanych strategii sterowania dla jednostek o zmiennej prędkości, realizacji pełnego projektu lokalizacji i demonstracji inżynieryjnej dużych jednostek o zmiennej prędkości.
Podsumowując, w obliczu dynamicznego rozwoju i budowy nowych systemów energetycznych konieczne jest przyspieszenie badań nad zmechanizowaną i inteligentną technologią budowy, inteligentną i intensywną technologią eksploatacji elektrowni oraz wieloenergetyczną, komplementarną i zintegrowaną technologią eksploatacji elektrowni szczytowo-pompowych, budowa szeregu małych i średnich elektrowni szczytowo-pompowych z rozproszonym, nowym źródłem energii, zgodnie z lokalnymi warunkami, a także energiczne promowanie lokalizacji i inżynieryjnego zastosowania jednostek szczytowo-pompowych o zmiennej prędkości obrotowej. Personel naukowo-techniczny powinien wykorzystać tę szansę rozwoju, znaleźć właściwy kierunek badań i wnieść należyty wkład w budowę nowego systemu energetycznego i realizację celu „podwójnego węgla”.
Czas publikacji: 28 grudnia 2022 r.
