北極星智能電網在線訊:我國抽蓄建設迎來跨越式發展。隨著抽蓄范圍不斷擴大、建設條件更趨復雜多變,工程技術將面臨更多困難,工程技術和建設管理創新發展更具緊迫性和挑戰性。
“2021年,《抽水蓄能中長期發展規劃》發布實施,標志著我國抽水蓄能(簡稱“抽蓄”)進入一個新發展階段”“抽蓄工程建設技術在各種挑戰中不斷突破”“我國抽蓄實現了從學習借鑒到自主創新的跨越式發展”“如今,建設企業不斷探索抽蓄工程建設新技術”……這是記者在3月22日中國電建集團和中國水力發電工程學會共同舉辦的“‘雙碳’目標下新能源與抽水蓄能科技論壇”上多次聽到的聲音。
業內專家一致認為,在碳達峰碳中和、構建新型電力系統的背景下,我國抽蓄建設迎來跨越式發展。隨著抽蓄范圍不斷擴大、建設條件更趨復雜多變,工程技術將面臨更多困難,工程技術和建設管理創新發展更具緊迫性和挑戰性。
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抽蓄技術逐漸精細化
隨著機組設計和施工裝備制造的進步,以及國內抽蓄電站建設快速發展,高水頭、大容量、軟弱破碎地質條件的抽蓄電站增多,尤其給水道系統的設計帶來一系列新挑戰。經過多年實踐,設計施工企業在結構設計技術、水力學計算、分析能力、新材料應用、復雜體型建筑物設計等方面均取得一批創新成果。
“針對不同工程地質條件和特殊問題,我們形成了一套精細定制化筑壩成庫技術。”中國電建首席技術專家馮樹榮介紹,針對水庫水位漲落頻繁、耐久性要求高、運行條件惡劣的特點,通過發明改性瀝青配合比設計方法,創新提出瀝青和鋼筋混凝土面板防滲耐久定量設計技術,解決了極端最高氣溫43攝氏度高溫流淌、極端最低氣溫零下45攝氏度低溫抗凍斷問題,并先后在寶泉、呼蓄、西龍池等工程上成功應用。
抽蓄上水庫一般位于高山之巔,地形零亂,地下水位較低,巖體透水性強,地質條件復雜多樣,防滲問題突出。“經研究實踐,我們形成了復雜多樣化庫盆防滲技術。目前,已建抽蓄中有18項工程上水庫為全庫盆防滲。”馮樹榮表示,“此外,我們還創新提出土石壩壩身泄洪成套技術,在桐柏抽蓄實現70米級高面板堆石壩壩身泄洪,技術為世界之最。”
多位業內人士認為,未來抽蓄工程技術需要重點攻關超高水頭、大容量可逆式機組設計制造國產化,提升勵磁、調速器、變頻裝置、成套開關設備等輔機設備國產化水平。另外,還需要研究海水抽蓄機組穩定運行技術、海水腐蝕與防護技術等。“我們正在研究水氣耦合抽蓄電站,目前已開展理論研究、概念設計。研究顯示,水氣耦合抽蓄電站啟動時間短,能量轉換效率高,建議進行示范工程建設。”馮樹榮說。
智能規劃實現抽蓄自動選點
如今,我國抽蓄電站選址涵蓋平原、丘陵和高山峽谷,地質條件復雜多樣促使我國抽蓄建設技術不斷提檔升級。抽蓄電站水頭從200米發展到700米,轉速從250rpm發展到500rpm,未來將向高水頭、高轉速、大容量發展。在業內人士看來,為適應抽蓄業務高速度和高質量發展,迫切需要推行抽蓄電站勘測設計向智能化轉變。
“為解決人工選點工作量大、易漏選、效率低的問題,我們將抽蓄規劃選點工程技術與地理信息系統(GIS)空間分析算法深度融合,創新研發選點成套技術,開發了智慧選點系統,如今已成功應用于湖南、湖北等十余個省區抽蓄規劃。”馮樹榮介紹,“實現抽蓄自動選點技術突破后,普查范圍更全面,工作效率提升10倍以上。”
記者采訪獲悉,我國抽蓄智能建造成績已初現。例如,“文登號”抽蓄電站,硬巖全斷面隧道掘進機(TBM)施工技術首次在我國抽蓄電站應用,為行業建設注入新理念,填補施工空白。又如五岳電站數字智慧管理系統,實現數字化設計、智能化建造和數字化移交。
目前,設計施工一體化數字管理系統已應用于多個抽蓄電站并不斷改進。隨著人工智能技術快速發展,未來抽蓄電站將由工程數字化向工程智能化轉變,并實現數字化映射、智慧化決策、精細化管理。
仍需完善相關技術標準
我國抽蓄工程建設技術在各種挑戰中不斷突破,實現從學習借鑒到自主創新發展的跨越式進步。截至2022年12月底,我國在運抽蓄電站41座,總裝機規模達4549萬千瓦;在建及核準抽蓄電站80座,裝機規模達12143萬千瓦。
中國工程院院士馬洪淇表示:“預計‘十四五’期間,我國將建設超過200座抽水蓄能電站;到2025年,抽水蓄能裝機容量將達到6200萬千瓦以上;到2035年,抽水蓄能裝機容量將達到3億千瓦。”
“抽蓄行業高質量發展需要不斷完善和提升技術標準體系。”馮樹榮坦言,目前,我國抽蓄現行國家標準11項、行業標準18項、團體標準7項,但仍然面臨核心標準總量不足、標準體系存在結構性欠缺、標準生成效率與實際需求不匹配、標準落地機制不夠成熟等問題。“隨著抽蓄電站建設進程不斷加快,在統籌規劃、規范建設、統一運維等方面,技術標準引領需求愈發突出。建議國家盡快協調統一現有標準,擴展完善現行標準,加快標準國際化進程。”
原標題:抽蓄建設技術向定制化發展
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