◎本報記者 葉 青

　　通 訊 員 黃 昉

　　廣州從(cong) 化南昆山脈北側(ce) ，綠水青山相映成趣。這裏建有我國首座大型抽水蓄能電站——廣州抽水蓄能電站。今年，該電站投產(chan) 30年後新添了個(ge) “第一”——第一次用上了“國產(chan) 大腦”。

　　12月7日，記者從(cong) 南方電網儲(chu) 能股份有限公司(以下簡稱“南網儲(chu) 能”)獲悉，我國自主研製的首套抽水蓄能核心控製係統在廣州、惠州兩(liang) 座抽水蓄能電站投運以來，截至記者發稿時，安全啟動已超過1500次、累計運行超過1.7萬(wan) 小時。這標誌著抽水蓄能電站4類核心控製子係統均成功實現了全麵國產(chan) 化，有力提高了我國能源產(chan) 業(ye) 鏈供應鏈的安全性。

　　改變核心控製係統受製於(yu) 人局麵

　　抽水蓄能電站是目前技術最成熟的大規模儲(chu) 能方式之一，是保障我國新能源消納的重要力量。截至今年9月底，我國抽水蓄能在運總裝機容量達到5000萬(wan) 千瓦，居世界首位，而到2030年投產(chan) 總規模將達到1.2億(yi) 千瓦左右。

　　作為(wei) 抽水蓄能電站的關(guan) 鍵設備，抽蓄機組核心控製係統由計算機監控、調速、勵磁、繼電保護這四大係統組成，被喻為(wei) 電站的“大腦”。

　　此前，這個(ge) “大腦”一直是我國的短板。盡管我國在抽水蓄能主機設備領域已實現全麵國產(chan) 化，多項技術國際領先，但核心控製係統的關(guan) 鍵部件仍依賴進口，備品備件更新艱難，控製程序為(wei) “黑匣子”，核心功能優(you) 化存在盲區。

　　以“大腦”中的勵磁係統核心部件直流滅磁開關(guan) 為(wei) 例，國際標準要求開關(guan) 機械壽命達到2萬(wan) 次。“實際上，使用不到1年、開關(guan) 動作次數不到3000次時，進口部件就發生了問題，廠商經多次催促才出具一份語焉不詳的故障報告。”提起此事，南網儲(chu) 能修試公司技術專(zhuan) 家閆文斌十分無奈。

　　“核心控製係統受製於(yu) 人，是我國抽水蓄能領域實現科技自立自強的最後一塊短板。”南網儲(chu) 能修試公司副總經理鞏宇說，“我們(men) 下定決(jue) 心啃下這塊‘硬骨頭’。”

　　這套係統國產(chan) 化水平大致可分為(wei) “設備級”“部件級”和“元件級”，其中“元件級”自主可控水平最高，要求關(guan) 鍵技術元件全部國產(chan) 。

　　2021年2月，南網儲(chu) 能牽頭組建研發團隊，選取廣州、惠州兩(liang) 座抽水蓄能電站為(wei) 平台，開展四大係統的“元件級”國產(chan) 設備研發。

　　“排兵布陣”攻克多項關(guan) 鍵技術

　　“雖然一直盼著擁有‘國產(chan) 大腦’，但真邁開這一步，心裏特別虛。”南網儲(chu) 能修試公司自動化部總經理楊銘軒告訴記者，畢竟一個(ge) “大腦”涵蓋核心控製器、調節器等206種設備，涉及近12萬(wan) 個(ge) 元件。

　　設備選型是研發的第一步，也是決(jue) 定後續環節能否實施的關(guan) 鍵。“我們(men) 必須挑選出最合格的元件‘隊員’，才能組建起一支‘足球隊’。”楊銘軒打了一個(ge) 比方。為(wei) 此，團隊前後走訪了國內(nei) 70多家相關(guan) 設備製造商。

　　“足球隊”組建起來了，如何根據“隊員”的“身體(ti) 素質”和“技術水平”進行“排兵布陣”，著實考驗著團隊。

　　麵對我國新能源大規模並網對抽蓄機組提出的更高調速要求，團隊自主研製出0.0001赫茲(zi) (Hz)分辨率國產(chan) 調速器，精度等級比進口0.001Hz分辨率調速器更高。精度前移一個(ge) 小數點的背後，是團隊曆時500餘(yu) 天攻克測頻回路解析等關(guan) 鍵技術的艱難創新。

　　勵磁係統是保障電壓和無功功率穩定的關(guan) 鍵。目前我國直流勵磁係統的關(guan) 鍵設備——直流滅磁開關(guan) 95%以上采用進口設備，沒有適用於(yu) 300兆瓦抽蓄機組的國產(chan) 產(chan) 品。

　　“常規的直流滅磁開關(guan) 機械壽命約為(wei) 1000次，而抽蓄機組要求至少2萬(wan) 次，對開關(guan) 體(ti) 積、磁保持、模塊化組裝等有著極其嚴(yan) 苛的技術要求。”勵磁係統研發負責人陳強介紹，團隊與(yu) 上海立新電器合作，把控絕緣材料選取、模具製作、生產(chan) 工藝運用等全環節質量，用時一年終於(yu) 研製出符合要求的直流滅磁開關(guan) 。

　　整套設備性能達到國際領先水平

　　安裝調試是直流滅磁開關(guan) 投用前的“臨(lin) 門一腳”，整個(ge) 勵磁係統的國產(chan) 化成敗在此一舉(ju) 。

　　今年1月11日晚上10時，試驗正式開始。在設置好所有的試驗接線和錄波儀(yi) 器後，團隊撤離至遠處，“幾乎是屏氣斂息、提心吊膽”。當試驗數據、裝置部件檢查結果合格了，團隊才敢鬆一口氣。

　　兩(liang) 年多來，團隊咬緊牙關(guan) ，逐一取得了40項重大技術創新，21項技術填補國內(nei) 空白，其中調速係統和勵磁係統已通過成果鑒定，設備性能達到國際領先水平。

　　隨著繼電保護、勵磁、調速器、計算機監控四大係統的國產(chan) 設備相繼在兩(liang) 座抽水蓄能電站投運，我國抽水蓄能電站終於(yu) 用上自主研發的“國產(chan) 大腦”。經應用檢驗，新係統完全滿足機組運行需求，多個(ge) 方麵性能優(you) 於(yu) 進口設備。

　　“攻克抽水蓄能核心控製係統技術，實現整套設備自主可控，是我們(men) 主動要做的事，總得有人邁出這一步。而支撐我們(men) 前行的動力源於(yu) 對‘中國製造’的信心。”鞏宇語氣堅定。

　　未來，南方電網將在所屬7座已投運抽水蓄能電站的30多台機組陸續推廣使用“國產(chan) 大腦”。

　　(科技日報廣州12月7日電)