抽水蓄能核心控制系統(tǒng)用上“中國芯”


中國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟信息網(wǎng)   時間:2023-02-28





  日前,安裝在廣州抽水蓄能電站7號機組的我國首套300兆瓦抽蓄機組“芯片級”自主可控勵磁系統(tǒng)和調(diào)速器系統(tǒng)已安全穩(wěn)定運行30天。這標志著南方電網(wǎng)公司在抽水蓄能成套控制系統(tǒng)設(shè)備國產(chǎn)化的關(guān)鍵技術(shù)研究應(yīng)用上取得了重大突破,成功推進抽水蓄能行業(yè)“全國產(chǎn)化”由主機設(shè)備向控制系統(tǒng)延伸,有力增強我國抽水蓄能產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈的競爭力和安全性。

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日前,安裝在廣州抽水蓄能電站7號機組的我國首套300兆瓦抽蓄機組“芯片級”自主可控勵磁系統(tǒng)和調(diào)速器系統(tǒng)已安全穩(wěn)定運行30天。


  抽水蓄能電站中的勵磁系統(tǒng)和調(diào)速器系統(tǒng),均屬抽水蓄能機組的核心控制系統(tǒng),分別承擔著電壓和無功功率、轉(zhuǎn)速和有功功率的調(diào)節(jié)任務(wù),直接影響機組發(fā)電的可靠性和電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。


  核心控制系統(tǒng)設(shè)備的國產(chǎn)化水平大致可分為“設(shè)備級”“部件級”“芯片級”,其中“芯片級”的自主可控程度最高,要求整套設(shè)備中的關(guān)鍵元器件及控制芯片均實現(xiàn)國產(chǎn)自主可控。而在此前,我國抽水蓄能電廠在運的勵磁系統(tǒng)、調(diào)速器系統(tǒng)主要元器件均為進口設(shè)備,特別是控制系統(tǒng)芯片,均為國外生產(chǎn),備品備件更新艱難,控制程序均為“黑匣子”,核心功能優(yōu)化存在“盲區(qū)”,關(guān)鍵技術(shù)面臨“卡脖子”的不利局面。


  2021年2月,南網(wǎng)儲能公司啟動了抽水蓄能成套控制系統(tǒng)設(shè)備“芯片級”自主可控的技術(shù)攻關(guān),先行先試研究應(yīng)用國產(chǎn)芯片的勵磁、調(diào)速控制設(shè)備,內(nèi)容涵蓋選型、設(shè)計、生產(chǎn)、驗收、安裝及調(diào)試等各個環(huán)節(jié)。


  “基于國產(chǎn)芯片的勵磁和調(diào)速系統(tǒng)的成功研制應(yīng)用,將有效解決抽水蓄能電站關(guān)鍵控制系統(tǒng)‘卡脖子’的現(xiàn)狀,打通供給約束的堵點、卡點、脆弱點,有利于我們掌握控制系統(tǒng)核心技術(shù),助力公司業(yè)務(wù)的發(fā)展,確保整個產(chǎn)業(yè)鏈的安全??刂葡到y(tǒng)設(shè)備‘芯片級’自主可控攻關(guān)涉及系統(tǒng)所有控制程序都將重新設(shè)計編寫,會遇到很多困難和風險,但總得有人邁出這一步?!蹦暇W(wǎng)儲能修試公司相關(guān)負責人說道。

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項目團隊成員在調(diào)試現(xiàn)場監(jiān)視設(shè)備運行情況


  700多天的攻關(guān)過程中,項目團隊先后完成了國內(nèi)廠家走訪調(diào)研、國產(chǎn)化替代方案制定、系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計、控制程序源代碼編寫、設(shè)備生產(chǎn)組裝、成品檢測試驗、現(xiàn)場施工調(diào)試等工作,每一個環(huán)節(jié)都在歷經(jīng)多次“考驗”之后達到精益求精。勵磁系統(tǒng)方面,團隊嚴格依據(jù)數(shù)據(jù)手冊對國產(chǎn)晶閘管進行壓接和檢測,依規(guī)依標開展國產(chǎn)直流滅磁開關(guān)的裝配以及型式試驗,通過帶發(fā)電機空載滅磁、交流滅磁、甩負荷等嚴苛試驗考核了國產(chǎn)直流滅磁開關(guān)和滅磁電阻的性能,創(chuàng)新性地采用全柜TCP傳輸,成套設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和檢測性能得到了大幅提高,得到了行業(yè)專家評審組的一致肯定。調(diào)速器系統(tǒng)方面,以系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計為例,團隊不斷優(yōu)化完善控制邏輯,重新開發(fā)了控制程序源代碼、攻克了以關(guān)鍵軟硬件計時器異常、CPU發(fā)熱、多導葉調(diào)節(jié)等多項技術(shù)難題,制造成品最終順利通過了安全性、抗干擾能力、連續(xù)運行穩(wěn)定性等多項性能測試。


  據(jù)悉,截至2022年底,我國抽水蓄能在運總裝機容量達到4500萬千瓦,穩(wěn)居世界第一。根據(jù)國家能源局發(fā)布的《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》,到2030年投產(chǎn)總規(guī)模將達到1.2億千瓦左右。“通過實施本次自主可控應(yīng)用,我們在掌握相關(guān)核心技術(shù)上贏得了主動。項目不僅為我國抽水蓄能機組勵磁系統(tǒng)、調(diào)速器系統(tǒng)的國產(chǎn)化應(yīng)用提供了示范樣板,還在過程中總結(jié)出了一套標準規(guī)范,將為我國抽水蓄能電站核心控制系統(tǒng)的規(guī)?;瘒a(chǎn)替代提供重要參考?!蹦暇W(wǎng)儲能修試公司電氣二次檢修部相關(guān)負責人表示。


  轉(zhuǎn)自:國資委網(wǎng)站

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