“Karbon zirvesi, karbon nötrleştirme” hedefine ulaşılmasına yardımcı olmak ve yeni bir güç sistemi kurmak için China Southern Power Grid Corporation, 2030 yılına kadar güney bölgesinde temel olarak yeni bir güç sistemi kurmayı ve 2060 yılına kadar da tamamen yeni bir güç sistemi kurmayı açıkça önerdi. Bu süreçte pompalı depolamayı güçlü bir şekilde geliştireceğiz. “On Dördüncü, On Beşinci ve On Altıncı Beş Yıllık Plan” dönemlerinde kurulu kapasitenin sırasıyla 6 milyon kilovat, 15 milyon kilovat ve 15 milyon kilovat artırılması planlanıyor. 2035 yılına kadar güney bölgesinde yaklaşık 44 milyon kilovat pompalı depolama kapasitesine ulaşmayı hedefleyeceğiz ve bunu yeni bir tür güç sistemi bozulma dengeleyici, yük dengeleyici ve güç şebekesi sabitleyici haline getireceğiz.
Kaynak: WeChat resmi hesabı “China Energy Media Intelligent Manufacturing”
Yazar: Peng Yumin, Çin Güney Elektrik Şebekesi Enerji Depolama Araştırma Enstitüsü Tepe Tıraşlama ve Frekans Modülasyonu Güç Üretim A.Ş.
Yeni güç sisteminin temel özellikleri
Yeni güç sistemi temiz enerji tarafından domine edilmektedir ve enerji tüketiminde yeni enerjinin oranı artmaya devam edecek ve ana güç üretim biçimi olarak yeni enerji, hidroelektrik, nükleer güç ile kademeli olarak bir enerji kullanım biçimi oluşturacaktır. Fosil enerji tüketiminin oranı, karbon nötr hedefini karşılamak için kademeli olarak azaltılacak ve kalan fosil enerji kurulu kapasitesi, yeni güç sisteminin yedek güç kaynağı olarak kullanılacaktır. Yeni güç sisteminde, yeni enerji merkezi ve dağıtılmış bir şekilde elektrik şebekesine bağlanacaktır. Merkezi erişim açısından, güney bölgesi 2025 yılına kadar 24 milyon kilovattan fazla kara rüzgar enerjisi, 20 milyon kilovattan fazla açık deniz rüzgar enerjisi ve 56 milyon kilovattan fazla fotovoltaik erişim elde etmeyi hedeflemektedir. Dağıtılmış erişim açısından, yerel koşullara göre çeşitli bölgelerde küçük kapasiteli, düşük voltajlı erişim şebekesine sahip ve yakınlarda tüketilebilen dağıtılmış güç kaynakları inşa edilecektir.
Yeni enerjinin ana gövde olduğu yeni güç sisteminde, yeni enerji güç üretim ekipmanının gerçek çıktısı, belirgin rastgelelik, oynaklık ve aralıklılık özelliklerine sahip olan meteorolojik ortamdan büyük ölçüde etkilenir. Elektrik enerjisi ikamesinin, evsel enerji depolama ekipmanının ve akıllı evin geniş uygulaması, kullanıcı tarafı yükünün çeşitlendirilmiş ve etkileşimli bir yönde gelişmesini sağlar ve kullanıcı terminali hem tüketici hem de üretici olan yeni bir moda girer. Yeni enerjinin ana gövde olduğu yeni güç sistemi, yüksek oranda yeni enerji ve yüksek oranda güç elektroniği ekipmanının "çift yüksek" özelliklerini sunar. Yeni enerjinin büyük ölçekli dalgalanmalarıyla ve çeşitli aşırı durumlarla başa çıkmak için, pompalı depolamanın kurulu kapasitesini, kurulu kapasiteye ve yeni enerjinin çıktı ölçeğine göre karşılık gelen ölçekle eşleştirmek gerekir. Yeni enerjinin çıktısı anormal olduğunda, pompalı depolama, şebekenin yeni güç sisteminin durumunu mümkün olduğunca korumalı ve yeni güç sisteminin geleneksel güç sistemine dönüşmesini önlemelidir. Bu nedenle pompaj depolamalı santrallerin geliştirilmesi ve inşası daha hızlı ve daha büyük ölçekli olacaktır.
Pompajlı depolama sistemlerinin hızlı ve büyük ölçekli gelişiminin sorunları ve karşı önlemleri
Hızlı ve büyük ölçekli geliştirme ve inşaat, güvenlik, kalite ve personel eksikliği sorunlarına yol açtı. Yeni güç sisteminin inşaat ihtiyaçlarını karşılamak için her yıl bir dizi pompalı depolamalı elektrik santrali inşaatına onay verildi. Gerekli inşaat süresi de 8-10 yıldan 4-6 yıla büyük ölçüde kısaltıldı. Projenin hızlı geliştirilmesi ve inşası kaçınılmaz olarak güvenlik, kalite ve personel eksikliği sorunlarına yol açacaktır.
Projelerin hızla gelişmesi ve inşasının getirdiği bir dizi sorunu çözmek için, inşaat ve proje yönetim birimlerinin öncelikle pompalı depolamalı santrallerin inşaat mühendisliğinin mekanizasyonu ve zekası konusunda teknik araştırma ve uygulama yapması gerekmektedir. Çok sayıda yeraltı mağarasının kazılması için TBM (Tünel Açma Makinesi) teknolojisi tanıtılmış ve pompalı depolamalı santralin özellikleriyle birlikte TBM ekipmanları geliştirilmiş ve bir inşaat teknik şeması oluşturulmuştur. İnşaat sırasında kazı, sevkiyat, destek ve ters kemer gibi çeşitli işletme senaryoları göz önünde bulundurularak, mekanize ve akıllı inşaatın tüm süreci için destekleyici bir uygulama şeması geliştirilmiş ve tek işlemli ekipmanların akıllı çalışması, tüm işlemli inşaat sisteminin otomasyonu, ekipman inşaat bilgilerinin dijitalleştirilmesi, uzaktan kumandalı mekanik ekipmanların insansız inşası, inşaat kalitesinin akıllı algı analizi vb. konularda araştırmalar yapılmıştır. Çeşitli mekanize ve akıllı inşaat ekipmanları ve sistemleri geliştirin.
Makine ve elektrik mühendisliğinin mekanizasyon ve zekası açısından, operatör sayısını azaltma, iş verimliliğini artırma, iş risklerini azaltma vb. yönlerden mekanizasyon ve zekanın uygulama talebini ve olasılığını analiz edebilir, mekanik ve elektrik ekipman kurulumunun çeşitli çalışma senaryoları için çeşitli mekanik ve elektrik mühendisliği mekanizasyon ve zeka inşaat ekipmanları ve sistemleri geliştirebiliriz.
Ayrıca, 3D mühendislik tasarım ve simülasyon teknolojisi, bazı tesis ve ekipmanların önceden prefabrike edilmesi ve simüle edilmesi için de kullanılabilir; bu, yalnızca işin bir kısmını önceden tamamlamakla kalmaz, aynı zamanda şantiyedeki inşaat süresini kısaltabilir, aynı zamanda işlevsel kabul ve kalite kontrolünü önceden gerçekleştirerek kalite ve güvenlik yönetim seviyesini etkili bir şekilde iyileştirebilir.
Santralin büyük ölçekli işletilmesi, güvenilir işletme, akıllı ve yoğun talep sorununu beraberinde getirir. Pompalı depolama santrallerinin büyük ölçekli işletilmesi, yüksek işletme ve bakım maliyetleri, personel eksikliği vb. gibi sorunları beraberinde getirecektir. İşletme ve bakım maliyetini düşürmenin anahtarı, pompalı depolama ünitelerinin işletme güvenilirliğini iyileştirmektir; Personel eksikliği sorununu çözmek için santralin akıllı ve yoğun işletme yönetimini gerçekleştirmek gerekir.
Ünitenin işletim güvenilirliğini, ekipman tipi seçimi ve tasarımı açısından iyileştirmek için, teknisyenlerin pompalı depolama santrallerinin tasarımı ve işletimindeki pratik deneyimi derinlemesine özetlemeleri, pompalı depolama santrallerinin ilgili ekipman alt sistemleri üzerinde optimizasyon tasarımı, tip seçimi ve standardizasyon araştırması yapmaları ve bunları ekipman devreye alma, arıza yönetimi ve bakım deneyimine göre yinelemeli olarak güncellemeleri gerekir. Ekipman üretimi açısından, geleneksel pompalı depolama üniteleri hala yabancı üreticilerin elinde bazı temel ekipman üretim teknolojilerine sahiptir. Bu "darbeli" ekipmanlar üzerinde yerelleştirme araştırması yapmak ve bunlara yılların işletme ve bakım deneyimini ve stratejilerini entegre etmek, böylece bu temel çekirdek ekipmanların ürün kalitesini ve işletim güvenilirliğini etkili bir şekilde iyileştirmek gerekir. Ekipman operasyon izleme açısından teknisyenlerin, ekipman durum gözlemlenebilirliği ve ölçülebilirliği perspektifinden ekipman durum izleme elemanı yapılandırma standartlarını sistematik olarak formüle etmeleri, içsel güvenlik gerekliliklerine dayalı ekipman kontrol stratejileri, durum izleme stratejileri ve sağlık değerlendirme yöntemleri hakkında derinlemesine araştırma yapmaları, ekipman durum izleme için akıllı bir analiz ve erken uyarı platformu oluşturmaları, ekipmandaki gizli tehlikeleri önceden bulmaları ve zamanında erken uyarı yapmaları gerekmektedir.
Santralin akıllı ve yoğun işletme yönetimini gerçekleştirmek için teknisyenlerin, personel müdahalesi olmadan ünitenin tam otomatik başlatma ve kapatma ve yük düzenlemesini gerçekleştirmek ve mümkün olduğunca işletme sıralamasını ve çok boyutlu akıllı onayı gerçekleştirmek için ekipman kontrolü ve işletmesi açısından ekipman otomatik kontrolü veya tek tuşla işletme teknolojisi üzerinde araştırma yapmaları gerekir; Ekipman muayenesi açısından teknisyenler, makine görüş algısı, makine işitsel algısı, robot muayenesi ve diğer hususlar üzerinde teknik araştırma yapabilir ve muayene makinelerinin değiştirilmesi konusunda teknik uygulama yapabilir; Santralin yoğun işletimi açısından, pompalı depolamalı santrallerin geliştirilmesiyle ortaya çıkan görevli insan kaynağı eksikliği sorununu etkili bir şekilde çözmek için tek kişilik ve birden fazla santralin merkezi izleme teknolojisi üzerinde araştırma ve uygulama yapmak gerekir.
Pompalı depolamanın minyatürleştirilmesi ve çok sayıda dağıtılmış yeni enerji kaynağının tüketimiyle ortaya çıkan çoklu enerji tamamlayıcılığının entegre çalışması. Yeni güç sisteminin dikkat çekici bir özelliği, şebekenin çeşitli alanlarına dağılmış, düşük voltajlı şebekede çalışan çok sayıda küçük ölçekli yeni enerji olmasıdır. Bu dağıtılmış yeni enerji kaynaklarını mümkün olduğunca emmek ve kullanmak ve büyük güç şebekesinin güç tıkanıklığını etkili bir şekilde hafifletmek için, düşük voltajlı güç şebekeleri aracılığıyla yeni enerjinin yerel depolanmasını, tüketimini ve kullanımını gerçekleştirmek için dağıtılmış yeni enerji kaynaklarının yakınında dağıtılmış pompalı depolama üniteleri inşa etmek gerekir. Bu nedenle, pompalı depolamanın minyatürleştirilmesi ve çoklu enerji tamamlayıcılığının entegre çalışması sorunlarını çözmek gerekir.
Mühendis ve teknisyenlerin, küçük tersinir pompalı depolama üniteleri, pompaların ve türbinlerin koaksiyel bağımsız çalışması, küçük hidroelektrik santralleri ile pompa istasyonlarının ortak çalışması vb. dahil olmak üzere birden fazla türde dağıtılmış pompalı depolamalı güç santralinin yer seçimi, tasarımı ve imalatı, kontrol stratejisi ve entegre uygulaması konusunda yoğun bir şekilde araştırma yapmaları gerekmektedir; aynı zamanda, pompalı depolamanın ve rüzgar, ışık ve hidrogücün entegre çalışma teknolojisi üzerine araştırma ve proje gösterimi yürütülerek yeni güç sisteminde enerji verimliliğinin ve ekonomik etkileşimin araştırılması için teknik çözümler önerilmektedir.
Yüksek elastik güç şebekesine uyarlanmış değişken hızlı pompalı depolama ünitelerinin teknik "tıkanması" sorunu. Değişken hızlı pompalı depolama üniteleri, birincil frekans regülasyonuna hızlı yanıt verme, pompa çalışma koşulları altında ayarlanabilir giriş kuvveti ve ünitenin optimum eğride çalışması, hassas yanıt verme ve yüksek atalet momenti özelliklerine sahiptir. Güç şebekesinin rastgeleliğini ve oynaklığını etkili bir şekilde dizginlemek, üretim tarafında ve kullanıcı tarafında yeni enerji tarafından üretilen fazla gücü daha doğru bir şekilde ayarlamak ve emmek ve son derece elastik ve etkileşimli güç şebekesinin yük dengesini daha iyi kontrol etmek için, güç şebekesindeki değişken hızlı ünitelerin oranını artırmak gerekir. Ancak, şu anda, değişken hızlı su pompalama ve depolama ünitelerinin temel teknolojilerinin çoğu hala yabancı üreticilerin elindedir ve teknik "tıkanma" sorununun çözülmesi gerekmektedir.
Temel çekirdek teknolojilerinin bağımsız kontrolünü gerçekleştirmek için, değişken hızlı jeneratör motorları ve pompa türbinlerinin tasarım ve geliştirmesini, AC uyarma konvertörleri için kontrol stratejileri ve cihazlarının geliştirilmesini, değişken hızlı üniteler için koordineli kontrol stratejilerinin ve cihazlarının geliştirilmesini, değişken hızlı üniteler için regülatör kontrol stratejilerinin araştırılmasını, değişken hızlı üniteler için çalışma koşulu dönüştürme sürecinin ve entegre kontrol stratejilerinin araştırılmasını derinlemesine yürütmek için yerel bilimsel araştırma ve teknik güçleri yoğunlaştırmak, büyük değişken hızlı ünitelerin tam yerelleştirilmiş tasarımını, imalatını ve mühendislik gösteri uygulamasını gerçekleştirmek gerekir.
Yayın zamanı: 09-Aralık-2022
