中國儲能網(wǎng)訊：每年4月，位于福建廈門的云頂山將迎來野生杜鵑花的開放期。微風(fēng)過處，漫山遍野的杜鵑花燦爛如霞，在云霧的襯托下，壯麗的自然畫卷讓人驚嘆。這樣的景致，讓云頂山收獲別稱“福建的香格里拉”。
早在2012年，“云海下的杜鵑花?！本鸵呀?jīng)小有名氣。彼時(shí)，云頂山尚未成為景區(qū)，但每年清明節(jié)前后，杜鵑花總能吸引數(shù)萬人前來。為了更好地利用自然資源，當(dāng)?shù)叵Ｍ麌@杜鵑花資源開發(fā)旅游項(xiàng)目，但交通、用地等問題影響了開發(fā)的進(jìn)程，其中交通問題被認(rèn)為是最大瓶頸。
因?yàn)橐蛔樗钅茈娬?，影響旅游開發(fā)的交通問題獲得了解決。2023年10月4日，國網(wǎng)新源福建廈門抽水蓄能電站（以下簡稱“廈門抽水蓄能”）首臺機(jī)組發(fā)電。電站的上水庫位于云頂山，庫容為1024萬立方米，下水庫位于地勢較低的軍山，庫容1015萬立方米。連接電站上下水庫的公路成為云頂山自駕游公路的核心路段，支撐了當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)設(shè)施的提升和綠色休閑農(nóng)旅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
3月30日，廈門抽水蓄能3號機(jī)組在歷經(jīng)15天試運(yùn)行后，順利實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)發(fā)電。目前，電站4號機(jī)組的調(diào)試工作正在同步展開，計(jì)劃今年上半年實(shí)現(xiàn)全部機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。屆時(shí)，這座“云海下的綠色充電寶”將在保障福建電網(wǎng)安全、促進(jìn)新能源消納、推動(dòng)區(qū)域轉(zhuǎn)型發(fā)展中發(fā)揮更加重要的作用。
建設(shè)綠色抽蓄，促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型
除了杜鵑花，分布在云頂山山脊上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)也是一景。日落時(shí)分，或紅或紫的晚霞灑落，把連綿起伏的山與佇立的風(fēng)車渲染得浪漫而夢幻；夜晚來臨，風(fēng)機(jī)被漫天星辰襯托得甚是壯觀，透過風(fēng)機(jī)向遠(yuǎn)處看，如果運(yùn)氣足夠好，還能看到幾顆流星從天際劃過。
海拔1175.2米的云頂山是海洋暖濕氣流進(jìn)入廈門的第一道天然屏障，山上的風(fēng)力資源相當(dāng)豐富，據(jù)測算，年平均風(fēng)速為6.3米/秒，充分滿足風(fēng)電場建設(shè)的需求。從2014年開始，中廣核等企業(yè)陸續(xù)在此建設(shè)風(fēng)電。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，云頂山一帶的風(fēng)電項(xiàng)目已達(dá)到40個(gè)，裝機(jī)總?cè)萘砍^25萬千瓦。
福建省內(nèi)峰嶺聳峙，省內(nèi)1000米以上的高山不少于350座，1800米以上的山峰有近20座。近年來，風(fēng)力發(fā)電機(jī)陸續(xù)在高山上出現(xiàn)。陸上風(fēng)電是福建近年大力發(fā)展清潔能源的縮影。據(jù)統(tǒng)計(jì)，“十三五”期間，全省清潔能源裝機(jī)增加1173萬千瓦，占全部新增電力裝機(jī)容量的75%。清潔能源發(fā)電裝機(jī)容量比重由2015年的49.7%提高到2020年的55.87%。截至2023年10月底，福建省清潔能源裝機(jī)容量達(dá)5027萬千瓦，占全省總裝機(jī)容量的62.6%。
不斷增加的新能源帶來波動(dòng)性和隨機(jī)性，對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定造成影響。為此，國網(wǎng)福建電力因地制宜，借助交直流微電網(wǎng)、抽水蓄能等靈活資源，提高新能源發(fā)電的利用效率，保障電網(wǎng)安全。根據(jù)規(guī)劃，廈門抽水蓄能的總裝機(jī)容量將達(dá)到140萬千瓦，2024年4臺機(jī)組全部投產(chǎn)運(yùn)行后，電站將充分發(fā)揮調(diào)節(jié)功能，提高供電質(zhì)量。
作為福建靈活調(diào)節(jié)“資源包”的重要組成，抽水蓄能還將對未來持續(xù)增加的新能源裝機(jī)容量提供支撐。根據(jù)《福建省“十四五”能源發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃》，到2025年，福建全省電力規(guī)劃裝機(jī)容量將達(dá)8500萬千瓦，其中風(fēng)電新增410萬千瓦；光伏新增300萬千瓦，清潔能源裝機(jī)比重從2020年的55.8%提高至58.5%。與此同時(shí)，國網(wǎng)福建電力也借助打造新型電力系統(tǒng)省級示范區(qū)的契機(jī)，打造東南清潔能源大樞紐，不斷提高消納能力和水平。
融合數(shù)字技術(shù)，打造智慧電站
在2023年10月召開的第24屆東亞及西太平洋電力工業(yè)協(xié)會大會上，廈門市政府提出共建“新能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新之城”?！按蛟烊珖娋W(wǎng)數(shù)字化技術(shù)高地”是該市建設(shè)“新能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新之城”的重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一。
近年，國網(wǎng)福建電力推進(jìn)數(shù)字技術(shù)與能源技術(shù)融合，打造閩電數(shù)智大生態(tài)，構(gòu)建廣泛互聯(lián)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、精益敏捷、開放多元的數(shù)字電網(wǎng)和企業(yè)新形態(tài)。
在廈門抽水蓄能的建設(shè)中，數(shù)字化技術(shù)不僅加快了工程進(jìn)程，還在保證施工質(zhì)量中發(fā)揮了重要作用。電站通過搭建電站全息場景，以輕量化建筑信息模型為載體進(jìn)行數(shù)據(jù)集成與展示，實(shí)現(xiàn)電站建設(shè)過程的可視化管理。
在工程關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一的碾壓作業(yè)環(huán)節(jié)，建設(shè)方與天津大學(xué)等高校共同研發(fā)了碾壓作業(yè)智能控制系統(tǒng)和壩料壓實(shí)質(zhì)量智能檢測技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)借助定位導(dǎo)航、無線通信、超聲波探測、人工智能等，自動(dòng)優(yōu)化倉面設(shè)置，自動(dòng)完成碾壓，可避免操作員因熟練程度不同而產(chǎn)生的影響，精確控制碾壓速度、遍數(shù)、軌跡搭接寬度等參數(shù)，提高了一次碾壓合格率，減少了碾壓作業(yè)時(shí)間，降低了漏碾補(bǔ)碾作業(yè)的發(fā)生。
在夏季，受當(dāng)?shù)馗邷?、多雨天氣的影響，工程效率有所降低。借助智能控制系統(tǒng)，施工方使用了碾壓機(jī)無人駕駛技術(shù)，保證碾壓機(jī)行駛路徑追蹤精度達(dá)到厘米級，系統(tǒng)可靠度達(dá)99.9%以上，大幅提升施工效率，有效保障了大壩填筑質(zhì)量和工期。
在抽水蓄能電站建成后，借助數(shù)字技術(shù)，電站可以實(shí)現(xiàn)更加安全可靠的運(yùn)行。通過安裝傳感器和監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測抽水蓄能電站的各個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，如水位、流量、壓力、溫度等。這些數(shù)據(jù)可以通過數(shù)字化平臺進(jìn)行處理和分析，以提供實(shí)時(shí)的電站運(yùn)行狀態(tài)和性能數(shù)據(jù)。
近年來，越來越多的抽水蓄能電站開始借助數(shù)字化技術(shù)開展智能化調(diào)度，這或?qū)⒊蔀閺B門抽水蓄能下一步的發(fā)展方向——通過分析電網(wǎng)的負(fù)荷情況和可再生能源的發(fā)電情況，優(yōu)化抽水蓄能電站的運(yùn)行策略，最大限度地發(fā)揮電站的儲能和調(diào)峰作用。
在實(shí)現(xiàn)智能化調(diào)度的基礎(chǔ)上，抽水蓄能可以進(jìn)一步成為虛擬電廠的資源提供者，或聯(lián)合其他清潔資源，形成“綠色虛擬電廠”。借助算法和通信技術(shù)，精準(zhǔn)調(diào)節(jié)靈活性資源的潛能，發(fā)揮削峰填谷的作用。
應(yīng)用自主技術(shù)，支撐綠色發(fā)展
只有快速處理大量數(shù)據(jù)，才能讓調(diào)度決策更加準(zhǔn)確高效。因此，擁有強(qiáng)大計(jì)算能力的芯片對智能調(diào)度系統(tǒng)至關(guān)重要。除了在調(diào)度領(lǐng)域應(yīng)用，芯片還可用于能源系統(tǒng)的監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集。通過集成傳感器和通信模塊，芯片可以實(shí)時(shí)監(jiān)測能源設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行智能調(diào)度和優(yōu)化控制，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
作為抽水蓄能電站的“神經(jīng)中樞”，監(jiān)控系統(tǒng)控制著整個(gè)電站機(jī)組的啟停和工況轉(zhuǎn)換，并在出現(xiàn)異常情況時(shí)自動(dòng)停機(jī)和報(bào)警。但當(dāng)前，國產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)核心控制設(shè)備的控制器芯片仍然以進(jìn)口為主，自主可控水平低。廈門抽水蓄能在芯片應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化——監(jiān)控系統(tǒng)采用基于全國產(chǎn)芯片研制的全自主可控510可編程邏輯控制器，主芯片采用龍芯新一代雙核處理器LS2K1000的自主國產(chǎn)、高性能的核心模塊，從根本上保障抽水蓄能電站長期安全穩(wěn)定運(yùn)行。
供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性有助于提高企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營能力。加快國產(chǎn)化芯片的應(yīng)用，不僅可以提高電站的安全性，也是提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定發(fā)展的關(guān)鍵之舉。2023年9月發(fā)布的《國家發(fā)展改革委 國家能源局關(guān)于加強(qiáng)新形勢下電力系統(tǒng)穩(wěn)定工作的指導(dǎo)意見》明確，提高電力工控芯片、基礎(chǔ)軟件、關(guān)鍵材料和元器件的自主可控水平，強(qiáng)化電力產(chǎn)業(yè)鏈的競爭力和抗風(fēng)險(xiǎn)能力。
加快國產(chǎn)芯片應(yīng)用、讓供應(yīng)鏈自主可控也將有利于新質(zhì)生產(chǎn)力的持續(xù)發(fā)展?！?024年福建省人民政府工作報(bào)告》提出，福建將加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，培育壯大新一代信息技術(shù)、新能源、新材料、生物醫(yī)藥、低空經(jīng)濟(jì)等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。
作為信息技術(shù)的基石，芯片的性能和效率直接影響到新一代信息技術(shù)的應(yīng)用效果和發(fā)展速度。在能源領(lǐng)域，芯片將推動(dòng)智能化技術(shù)的發(fā)展，支持能源行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級。廈門抽水蓄能或?qū)⑹且粋€(gè)起點(diǎn)，未來，更多智能化技術(shù)將隨著國產(chǎn)芯片的應(yīng)用和推廣不斷提升，成為建設(shè)數(shù)智化堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)的重要力量。
（趙迪對本文亦有貢獻(xiàn)）
