Како би се постигао циљ „достизања врхунца угљеника, неутрализације угљеника“ и изградње новог електроенергетског система, компанија China Southern Power Grid Corporation је јасно предложила да се у основи изгради нови електроенергетски систем у јужном региону до 2030. године и да се у потпуности изгради нови електроенергетски систем до 2060. године. У овом процесу, снажно ћемо развијати пумпно-акумулационе хидроелектране. Планирано је повећање инсталираног капацитета на 6 милиона киловата, 15 милиона киловата и 15 милиона киловата респективно током периода „Четрнаестог, Петнаестог и Шеснаестог петогодишњег плана“. Тежићемо да достигнемо око 44 милиона киловата капацитета пумпно-акумулационих хидроелектрана у јужном региону до 2035. године, што ће га учинити новим типом балансера поремећаја електроенергетског система, балансера оптерећења и стабилизатора електроенергетске мреже.
Извор: Званични WeChat налог „China Energy Media Intelligent Manufacturing“
Аутор: Пенг Јумин, Институт за истраживање складиштења енергије компаније China Southern Power Grid, која се бави смањењем вршних вредности и модулацијом фреквенције у електричној мрежи.
Главне карактеристике новог електроенергетског система
Нови електроенергетски систем доминира чистом енергијом, а удео нове енергије у потрошњи енергије ће наставити да расте, постепено формирајући облик коришћења енергије са новом енергијом, хидроенергијом и нуклеарном енергијом као главним обликом производње енергије. Удео потрошње фосилне енергије ће се постепено смањивати како би се испунио циљ угљенично неутралности, а преостали инсталирани капацитет фосилне енергије ће се користити као резервно напајање новог електроенергетског система. У новом електроенергетском систему, нова енергија ће бити повезана на електроенергетску мрежу на централизован и дистрибуиран начин. Што се тиче централизованог приступа, јужни регион тежи да до 2025. године постигне снагу ветра на копну од преко 24 милиона киловата, снагу ветра на мору од преко 20 милиона киловата и фотонапонски приступ од преко 56 милиона киловата. Што се тиче дистрибуираног приступа, дистрибуирани извори енергије са малим капацитетом, ниским напоном приступне мреже и могућношћу конзумирања у близини биће изграђени у различитим регионима у складу са локалним условима.
У новом електроенергетском систему са новом енергијом као главним делом, стварна производња нове опреме за производњу електричне енергије је у великој мери под утицајем метеоролошког окружења, које има очигледне карактеристике случајности, волатилности и повремености. Широка примена замене електричне енергије, опреме за складиштење енергије у домаћинствима и паметних кућа доводи до тога да се оптерећење на страни корисника развија у диверзификованом и интерактивном правцу, а кориснички терминал улази у нови режим који је и потрошач и произвођач. Нови електроенергетски систем са новом енергијом као главним делом показује карактеристике „двоструког максимума“ са високим уделом нове енергије и високим уделом енергетске електронске опреме. Да би се носио са великим флуктуацијама нове енергије и разним екстремним ситуацијама, неопходно је ускладити инсталирани капацитет пумпно-акумулационих електрана са одговарајућом скалом према инсталираном капацитету и скали производње нове енергије. Када је производња нове енергије абнормална, пумпно-акумулационе електране треба да одржавају стање новог електроенергетског система мреже колико год је то могуће и да спрече трансформацију новог електроенергетског система у традиционални електроенергетски систем. Стога ће развој и изградња пумпно-акумулационих електрана бити бржи и већих размера.
Проблеми и контрамере брзог и великог развоја пумпно-акумулираних хидроелектрана
Брз и обиман развој и изградња довели су до проблема безбедности, квалитета и недостатка особља. Да би се задовољиле потребе изградње новог електроенергетског система, сваке године је одобрена изградња одређеног броја пумпно-акумулираних електрана. Потребан период изградње је такође знатно скраћен са 8-10 година на 4-6 година. Брз развој и изградња пројекта неизбежно ће довести до проблема безбедности, квалитета и недостатка особља.
Да би се решио низ проблема изазваних брзим развојем и изградњом пројеката, грађевинске и пројектне јединице морају прво да спроведу техничка истраживања и праксу у области механизације и интелигенције грађевинарства пумпно-акумулационих електрана. Технологија ТБМ (Тунелска бушилица) је уведена за ископавање великог броја подземних пећина, а ТБМ опрема је развијена у комбинацији са карактеристикама пумпно-акумулационих електрана, и формулисана је техничка шема изградње. Узимајући у обзир различите сценарије рада као што су ископ, транспорт, подупирање и обрнути лук током грађевинских радова, развијена је шема подршке за цео процес механизоване и интелигентне градње, а спроведена су истраживања на теме као што су интелигентни рад појединачне процесне опреме, аутоматизација целог процеса грађевинског система, дигитализација информација о изградњи опреме, беспилотна изградња механичке опреме са даљинским управљањем, интелигентна анализа перцепције квалитета градње итд. Развити разноврсну механизовану и интелигентну грађевинску опрему и системе.
Што се тиче механизације и интелигенције машинства и електротехнике, можемо анализирати потражњу за применом и могућност механизације и интелигенције са аспеката смањења броја оператера, побољшања ефикасности рада, смањења ризика на раду итд., и развити различиту механизацију и интелигенцију у грађевинској опреми и системима за различите сценарије рада инсталације машинске и електричне опреме.
Поред тога, 3Д инжењерска технологија пројектовања и симулације може се користити и за префабриковање и симулацију неких објеката и опреме унапред, што не само да може унапред завршити део посла, скратити период изградње на лицу места, већ и унапред извршити функционално прихватање и контролу квалитета, ефикасно побољшавајући ниво управљања квалитетом и безбедношћу.
Рад електране великих размера доноси проблем поузданог рада, интелигентне и интензивне потражње. Рад пумпно-акумулационих електрана великих размера довешће до проблема као што су високи трошкови рада и одржавања, недостатак особља итд. Да би се смањили трошкови рада и одржавања, кључно је побољшати поузданост рада пумпно-акумулационих јединица; Да би се решио проблем недостатка особља, неопходно је реализовати интелигентно и интензивно управљање радом електране.
Да би се побољшала поузданост рада јединице, у смислу избора и пројектовања типа опреме, техничари треба да детаљно сумирају практично искуство у пројектовању и раду пумпно-акумулационих електрана, да спроведу оптимизационо пројектовање, истраживање избора типа и стандардизације релевантних подсистема опреме пумпно-акумулационих електрана и да их итеративно ажурирају у складу са искуством у пуштању опреме у рад, решавању кварова и одржавању. Што се тиче производње опреме, традиционалне пумпно-акумулационе јединице и даље имају неке кључне технологије производње опреме у рукама страних произвођача. Потребно је спровести истраживање локализације ове „гушнице“ опреме и интегрисати године искуства и стратегија у раду и одржавању у њих, како би се ефикасно побољшао квалитет производа и поузданост рада ове кључне опреме. Што се тиче праћења рада опреме, техничари треба систематски да формулишу стандарде конфигурације елемената за праћење статуса опреме из перспективе мерљивости и уочљивости статуса опреме, да детаљно истраже стратегије контроле опреме, стратегије праћења статуса и методе процене здравља на основу захтева за интринзичну безбедност, да изграде интелигентну платформу за анализу и рано упозоравање за праћење статуса опреме, да унапред пронађу скривене опасности у опреми и да благовремено спроведу рано упозоравање.
Да би се остварило интелигентно и интензивно управљање радом електране, техничари треба да спроведу истраживање аутоматског управљања опремом или једне кључне технологије рада у смислу управљања и рада опреме, како би се остварило потпуно аутоматско покретање и искључивање и регулација оптерећења јединице без интервенције особља, и остварило секвенцирање рада и вишедимензионално интелигентно потврђивање колико год је то могуће; У смислу инспекције опреме, техничари могу да спроводе техничка истраживања перцепције машинског вида, слушне перцепције машине, инспекције робота и других аспеката, и да спроводе техничку праксу замене инспекцијских машина; У смислу интензивног рада електране, неопходно је спровести истраживање и праксу централизоване технологије праћења једне особе и више постројења како би се ефикасно решио проблем недостатка људских ресурса на дужности изазваног развојем пумпно-акумулационих електрана.
Минијатуризација пумпно-акумулационих електрана и интегрисани рад вишеструке комплементације енергије узроковани потрошњом великог броја дистрибуираних нових извора енергије. Изузетна карактеристика новог електроенергетског система је да постоји велики број малих нових извора енергије расутих у различитим областима мреже, који раде у нисконапонској мрежи. Да би се ови дистрибуирани нови извори енергије што је више могуће апсорбовали и искористили и ефикасно ублажило загушење електричне енергије велике електроенергетске мреже, неопходно је изградити дистрибуиране пумпно-акумулационе јединице у близини дистрибуираних нових извора енергије како би се остварило локално складиштење, потрошња и коришћење нове енергије путем нисконапонских електроенергетских мрежа. Стога је неопходно решити проблеме минијатуризације пумпно-акумулационих електрана и интегрисаног рада вишеструке комплементације енергије.
Неопходно је да инжењери и техничари енергично спроводе истраживања о избору локације, пројектовању и производњи, стратегији управљања и интегрисаној примени више врста дистрибуираних пумпно-акумулационих електрана, укључујући мале реверзибилне пумпно-акумулационе јединице, коаксијални независни рад пумпи и турбина, заједнички рад малих хидроелектрана и пумпних станица итд.; Истовремено, спроводе се истраживања и демонстрације пројеката о интегрисаној технологији рада пумпно-акумулационих електрана и енергије ветра, светлости и хидроенергије како би се предложила техничка решења за истраживање енергетске ефикасности и економске интеракције у новом електроенергетском систему.
Проблем техничког „гушења“ пумпно-акумулационих јединица са променљивом брзином прилагођених високо еластичној електроенергетској мрежи. Пумпно-акумулационе јединице са променљивом брзином имају карактеристике брзог одзива на примарну регулацију фреквенције, подесиве улазне силе под радним условима пумпе и рада јединице на оптималној кривој, као и осетљивог одзива и високог момента инерције. Да би се ефикасно обуздала случајност и волатилност електроенергетске мреже, прецизније подесио и апсорбовао вишак енергије генерисане новом енергијом на страни производње и страни корисника, и боље контролисао баланс оптерећења високо еластичне и интерактивне електроенергетске мреже, неопходно је повећати удео јединица са променљивом брзином у електроенергетској мрежи. Међутим, тренутно је већина кључних технологија јединица за пумпање и складиштење воде са променљивом брзином и даље у рукама страних произвођача, а проблем техничког „гушења“ треба решити.
Да би се остварила независна контрола кључних основних технологија, неопходно је концентрисати домаће научне истраживачке и техничке снаге на дубинско спровођење пројектовања и развоја генераторских мотора и пумпних турбина са променљивом брзином, развој стратегија управљања и уређаја за АЦ побудне конверторе, развој координираних стратегија управљања и уређаја за јединице са променљивом брзином, истраживање стратегија управљања регулатором за јединице са променљивом брзином, истраживање процеса конверзије радних услова и интегрисаних стратегија управљања за јединице са променљивом брзином, реализацију потпуног локализационог пројектовања и производње и инжењерске демонстрационе примене великих јединица са променљивом брзином.
Време објаве: 09.12.2022.
