克“卡脖子”难题 抽水蓄能电站有了国产“大脑”

　日前，南方电网储能有限公司宣布，由我国自主研制的抽水蓄能成套核心控制系统安全启动超过1500次、累计运行时长超过17000小时。这意味着抽水蓄能电站4类核心控制子系统均实现全面国产化，将有力增强我国能源产业链供应链的安全性。

　　作为抽水蓄能电站的关键设备，抽蓄机组核心控制系统由计算机监控、调速、励磁、继电保护这四大系统组成，被喻为电站的“大脑”。

　　目前，抽水蓄能电站是技术最成熟、经济性最优、最具大规模开发条件的电力系统绿色低碳清洁灵活调节电源。我国抽水蓄能在运总装机容量达到4900万千瓦，稳居世界第一，已成为保障能源安全可靠供应的重要力量。然而长期以来，抽水蓄能电站机组核心控制系统的主要元器件均为进口设备，关键技术存在“卡脖子”问题，目前在运的抽水蓄能电站中，大多使用的是进口控制系统，给能源安全带来重大隐患。

　　南方电网储能公司从2021年2月开始组建联合研发团队，对抽水蓄能核心控制系统开展元件比选适配、技术功能研发、控制逻辑优化、调试试验等科研攻关，陆续完成重大技术创新40项，其中21项技术填补国内空白，实现了抽水蓄能机组4大类核心控制系统全面国产化，整套设备性能达到国际领先水平。

　　研发团队选取广州、惠州两座抽水蓄能电站为平台，针对抽水蓄能4大核心控制系统进行“元件级”国产化设备研制，力求做到整套设备中的关键技术元件全部国产。研发团队负责人、南方电网储能公司检修试验分公司副总经理巩宇介绍，抽水蓄能机组的4大类核心控制系统，涵盖核心控制器、调节器等206种设备，近12万个元器件，仅仅元器件适配就需要海量的工作。

　　以针对励磁系统中直流灭磁开关的科研攻关为例。“国内生产直流灭磁开关的只有四五个规模较小的厂家，多面向地铁应用，没有直接适用于300兆瓦抽蓄机组的产品，我们只能走自主开发、联合攻关的道路。”南方电网储能公司修试分公司负责此项攻关的陈强说，研发团队与上海立新公司合作，针对抽蓄机组特性，从开关绝缘材料选用、模具制作，到生产工艺全环节把控和反复试验，用了一年时间终于拿到了符合标准的直流灭磁开关。

　　陈强介绍，常规的直流灭磁开关机械寿命约为1000次，而抽蓄机组要求至少2万次以上，且对开关体积、磁保持、模块化组装等提出了非常严苛的要求。“这是一项关键核心技术攻关，在抽蓄发电机组甩满负荷试验中，国产开关各项试验数据合格，标志着励磁系统国产化取得成功。”他说。

　　目前，南方电网正在所属7座已投运抽水蓄能电站的30多台机组中，陆续部署“国产大脑”。“运行试验证明，新系统完全满足机组运行需求，且在多个方面性能优于进口设备。”巩宇说。