Швидкий та масштабний розвиток і будівництво призвели до проблем безпеки, якості та нестачі персоналу. Для задоволення будівельних потреб нової енергосистеми щороку схвалюється будівництво низки гідроакумулюючих електростанцій. Необхідний термін будівництва також значно скоротився з 8-10 років до 4-6 років. Швидкий розвиток і будівництво проекту неминуче призведе до проблем безпеки, якості та нестачі персоналу.
Для вирішення низки проблем, спричинених швидким розвитком та будівництвом проектів, будівельним та проектним підрозділам необхідно спочатку провести технічні дослідження та практику з механізації та інтелектуального будівництва гідроакумулюючих електростанцій. Технологія бурильної машини для тунелів (TBM) впроваджена для розкопок великої кількості підземних печер, а обладнання TBM розроблено в поєднанні з характеристиками гідроакумулюючої електростанції, а також сформульовано технічну схему будівництва. З огляду на різні сценарії експлуатації, такі як розкопки, транспортування, кріплення та перевернута арка під час цивільного будівництва, розроблено схему підтримки всього процесу механізованого та інтелектуального будівництва, а також проведено дослідження з таких тем, як інтелектуальна робота окремого технологічного обладнання, автоматизація всієї системи будівництва, цифровізація інформації про будівництво обладнання, безпілотне будівництво механічного обладнання з дистанційним керуванням, інтелектуальний аналіз якості будівництва тощо. Розроблено різноманітне механізоване та інтелектуальне будівельне обладнання та системи.
Щодо механізації та інтелекту в машинобудуванні та електротехніці, ми можемо проаналізувати попит на застосування та можливості механізації та інтелекту з аспектів скорочення кількості операторів, підвищення ефективності роботи, зниження робочих ризиків тощо, а також розробити різноманітне будівельне обладнання та системи для механізації та інтелекту в галузі механізації та інтелекту в машинобудуванні та електротехніці для різних сценаріїв експлуатації механічного та електричного обладнання.
Крім того, технологія 3D-інженерного проектування та моделювання також може бути використана для попереднього виготовлення та моделювання деяких об'єктів та обладнання, що може не тільки виконати частину робіт заздалегідь, скоротити терміни будівництва на місці, але й заздалегідь здійснити функціональне приймання та контроль якості, ефективно підвищуючи рівень управління якістю та безпекою.
Масштабна експлуатація електростанції призводить до проблеми надійної роботи, інтелектуального та інтенсивного попиту. Масштабна експлуатація гідроакумулюючих електростанцій призведе до таких проблем, як високі витрати на експлуатацію та технічне обслуговування, нестача персоналу тощо. Для зниження витрат на експлуатацію та технічне обслуговування ключовим фактором є підвищення надійності роботи гідроакумулюючих агрегатів. Для вирішення проблеми нестачі персоналу необхідно реалізувати інтелектуальне та інтенсивне управління експлуатацією електростанції.
Для підвищення надійності роботи блоку з точки зору вибору та проектування типу обладнання, технікам необхідно глибоко узагальнити практичний досвід проектування та експлуатації гідроакумулюючих електростанцій, провести оптимізаційне проектування, дослідження вибору типу та стандартизації відповідних підсистем обладнання гідроакумулюючих електростанцій, а також ітеративно оновлювати їх відповідно до досвіду введення обладнання в експлуатацію, усунення несправностей та технічного обслуговування. Що стосується виробництва обладнання, традиційні гідроакумулюючі блоки все ще мають деякі ключові технології виробництва обладнання, що належать іноземним виробникам. Необхідно провести дослідження локалізації цього «дросельного» обладнання та інтегрувати в них багаторічний досвід та стратегії експлуатації та технічного обслуговування, щоб ефективно покращити якість продукції та надійність роботи цього ключового обладнання. Що стосується моніторингу роботи обладнання, технікам необхідно систематично формулювати стандарти конфігурації елементів моніторингу стану обладнання з точки зору спостережуваності та вимірюваності стану обладнання, глибоко провести дослідження стратегій керування обладнанням, стратегій моніторингу стану та методів оцінки стану на основі вимог внутрішньої безпеки, створити інтелектуальну платформу аналізу та раннього попередження для моніторингу стану обладнання, завчасно виявляти приховані небезпеки в обладнанні та своєчасно проводити раннє попередження.
Для реалізації інтелектуального та інтенсивного управління роботою електростанції технічним спеціалістам необхідно провести дослідження автоматичного керування обладнанням або однієї ключової технології роботи з точки зору керування та експлуатації обладнання, щоб реалізувати повністю автоматичний запуск, зупинку та регулювання навантаження блоку без втручання персоналу, а також максимально реалізувати послідовність операцій та багатовимірне інтелектуальне підтвердження; що стосується інспекції обладнання, технічні спеціалісти можуть проводити технічні дослідження машинного зору, слухового сприйняття, роботизованої інспекції та інших аспектів, а також виконувати технічну практику заміни інспекційних машин; що стосується інтенсивної експлуатації електростанції, необхідно провести дослідження та практику централізованої технології моніторингу для однієї людини та кількох установок, щоб ефективно вирішити проблему нестачі людських ресурсів, спричиненої розвитком гідроакумулюючих електростанцій.
Мініатюризація гідроакумулюючих електростанцій та інтегрована робота багатоенергетичної взаємодії, зумовлені споживанням великої кількості розподілених нових джерел енергії. Примітною особливістю нової енергосистеми є те, що існує велика кількість дрібномасштабних нових джерел енергії, розпорошених у різних областях мережі, які працюють у низьковольтній мережі. Щоб максимально поглинати та використовувати ці розподілені нові джерела енергії та ефективно зменшити перевантаження великої енергосистеми, необхідно будувати розподілені гідроакумулюючі установки поблизу розподілених нових джерел енергії для реалізації локального зберігання, споживання та використання нової енергії через низьковольтні електромережі. Тому необхідно вирішити проблеми мініатюризації гідроакумулюючих електростанцій та інтегрованої роботи багатоенергетичної взаємодії.
Інженерам і технікам необхідно активно проводити дослідження з вибору місця, проектування та виробництва, стратегії управління та комплексного застосування різних типів розподілених гідроакумулюючих електростанцій, включаючи малі оборотні гідроакумулюючі агрегати, коаксіальну незалежну роботу насосів і турбін, спільну роботу малих гідроелектростанцій та насосних станцій тощо; водночас проводяться дослідження та демонстрація проектів з інтегрованої технології роботи гідроакумулюючих електростанцій, вітрової, світлової та гідроенергетики, щоб запропонувати технічні рішення для дослідження енергоефективності та економічної взаємодії в новій енергосистемі.
Проблема технічного «заглушення» гідроакумулюючих агрегатів зі змінною швидкістю, адаптованих до високоеластичної енергомережі. Гідроакумулюючі агрегати зі змінною швидкістю мають характеристики швидкої реакції на регулювання первинної частоти, регульованої вхідної сили за робочих умов насоса та роботи агрегату за оптимальною кривою, а також чутливу реакцію та високий момент інерції. Для того, щоб ефективно стримувати випадковість та волатильність енергомережі, точніше регулювати та поглинати надлишкову потужність, що генерується новою енергією на стороні виробництва та споживача, а також краще контролювати баланс навантаження високоеластичної та інтерактивної енергомережі, необхідно збільшити частку агрегатів зі змінною швидкістю в енергомережі. Однак наразі більшість ключових технологій водонасосних та акумулюючих агрегатів зі змінною швидкістю все ще перебувають у руках іноземних виробників, і проблему технічного «заглушення» необхідно вирішити.
Для реалізації незалежного контролю ключових основних технологій необхідно зосередити вітчизняні наукові дослідження та технічні сили на глибокому виконанні проектування та розробки генераторних двигунів зі змінною швидкістю та насосних турбін, розробці стратегій та пристроїв керування для перетворювачів змінного струму збудження, розробці координованих стратегій та пристроїв керування для агрегатів зі змінною швидкістю, дослідженні стратегій регулювання регуляторами для агрегатів зі змінною швидкістю, дослідженні процесу перетворення робочих умов та інтегрованих стратегій керування для агрегатів зі змінною швидкістю, реалізації повного локалізованого проектування, виробництва та інженерного демонстраційного застосування великих агрегатів зі змінною швидкістю.
Підсумовуючи, з огляду на швидкий розвиток та будівництво нових енергетичних систем, необхідно пришвидшити дослідження механізованих та інтелектуальних технологій будівництва, інтелектуальних та інтенсивних технологій експлуатації електростанцій, а також багатоенергетичних доповнюючих та інтегрованих технологій експлуатації гідроакумулюючих електростанцій, побудувати низку малих та середніх гідроакумулюючих електростанцій з розподіленою новою енергією відповідно до місцевих умов, а також активно сприяти локалізації та інженерному застосуванню гідроакумулюючих агрегатів зі змінною швидкістю. Науково-технічні працівники повинні скористатися можливістю розвитку, знайти правильний напрямок досліджень та зробити належний внесок у будівництво нової енергетичної системи та реалізацію мети «подвійного вуглецю».
Час публікації: 28 грудня 2022 р.
