“國網(wǎng)新源公司目前在建的抽水蓄能電站有20座、水電站1座，總裝機(jī)規(guī)模3000多萬千瓦。工程建設(shè)工期長、戰(zhàn)線廣，安全質(zhì)量管控壓力非常大，迫切需要借助現(xiàn)代智能技術(shù)提升管理水平。”7月5日，國網(wǎng)新源控股有限公司基建部副主任佟德利說，當(dāng)前電網(wǎng)具有大功率遠(yuǎn)距離輸電、微電網(wǎng)發(fā)展迅猛、新能源接入爆發(fā)式增長的特點(diǎn)，對抽水蓄能機(jī)組的響應(yīng)速度、功率調(diào)節(jié)、運(yùn)行方式、安全等級等要求不斷提高。抽水蓄能電站在完成傳統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)頻、事故備用任務(wù)的基礎(chǔ)上，面對新時(shí)代電網(wǎng)發(fā)展形勢，必須不斷提升機(jī)組的智能化建設(shè)和運(yùn)維水平。

抽水蓄能電站是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要組成部分，國網(wǎng)新源公司創(chuàng)新性提出建設(shè)數(shù)字化智能型抽水蓄能電站的主張。

建設(shè)數(shù)字化電站

6月27日，在豐滿大壩重建工程基建管控中心，值班人員輕點(diǎn)鼠標(biāo)，隨即通過在工地重要位置安裝的53個(gè)可360度轉(zhuǎn)動的攝像頭查看施工情況。

“這些攝像頭不僅用來實(shí)時(shí)監(jiān)控工程建設(shè)施工情況，它們還可以紀(jì)錄工程建設(shè)的每一個(gè)細(xì)節(jié)。這些海量工程建設(shè)數(shù)據(jù)將存儲在‘智慧豐滿’基建管控系統(tǒng)中，為將來電站投運(yùn)后的運(yùn)維管理提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)支撐。”豐滿建設(shè)局副總工程師孟繼慧介紹，根據(jù)國網(wǎng)新源公司部署，豐滿建設(shè)局全面推進(jìn)數(shù)字化電站建設(shè)，統(tǒng)籌規(guī)劃設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、施工建設(shè)、運(yùn)維檢修全過程，以電站全壽命周期數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以信息數(shù)字化、通信網(wǎng)絡(luò)化、集成標(biāo)準(zhǔn)化、運(yùn)管一體化、業(yè)務(wù)互動化、運(yùn)行最優(yōu)化、決策智能化為特征，實(shí)現(xiàn)電站生產(chǎn)運(yùn)行可靠、經(jīng)濟(jì)高效、友好互動的目標(biāo)。

在豐滿大壩重建工程中，有兩個(gè)電站在同步建設(shè)：一個(gè)是工地上的實(shí)體工程，一個(gè)是電腦中的數(shù)字虛擬工程。實(shí)體工程怎樣筑起一寸大壩、澆灌一立方米混凝土、敷設(shè)一段電纜，電腦都絲毫不差地建設(shè)另一個(gè)數(shù)字模擬電站。“在建成電站的同時(shí)，基建部門還會向生產(chǎn)人員移交一個(gè)‘數(shù)字化電站’。在我們電站的廠房下，有復(fù)雜的線路敷設(shè)和管道布置，假如以后的運(yùn)維人員需要在里面加一根線纜、管道，將會十分麻煩。有了數(shù)字化電站的精確數(shù)據(jù)做指引，就能通過計(jì)算機(jī)準(zhǔn)確地找到通道，防止發(fā)生誤挖亂搭的情況。”孟繼慧說。

記者在大壩建設(shè)工地上看到，豐滿大壩主體已建設(shè)至90多米高，十幾臺大小不一的起吊機(jī)轉(zhuǎn)動著手臂，將各種建筑材料從壩下精確地送到各個(gè)施工點(diǎn)。幾輛大壩碾壓車來來回回，將混凝土碾壓平整、結(jié)實(shí)。“以往的工程建設(shè)中，碾壓車施工時(shí)要有專人在現(xiàn)場盯守，防止發(fā)生漏壓、少壓等影響大壩筑造質(zhì)量的問題。現(xiàn)在，我們有了大壩碾壓智能控制系統(tǒng)，為碾壓車裝設(shè)了傳感器，可以將碾壓車的運(yùn)行軌跡、速度、碾壓次數(shù)、碾壓狀態(tài)等生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過無線實(shí)時(shí)傳輸?shù)诫娔X服務(wù)器，一旦出現(xiàn)不符合質(zhì)量要求的情況，系統(tǒng)會自動向質(zhì)檢、監(jiān)理人員報(bào)警，并提醒碾壓車駕駛員更正。”豐滿大壩建設(shè)局安質(zhì)部副主任房國君說，這些碾壓數(shù)據(jù)會保存下來，為大壩以后的維護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

其實(shí)，在大壩內(nèi)部別有機(jī)關(guān)。眾所周知，大體量混凝土建筑的維護(hù)保養(yǎng)一直是個(gè)難題，混凝土內(nèi)部會發(fā)生熱量積聚，如果不能排出，會引起壩體開裂，帶來安全隱患。“我們在大壩建設(shè)過程中采用智能溫控系統(tǒng)，自動采集混凝土溫度數(shù)據(jù)，自動控制大壩內(nèi)埋設(shè)的降溫設(shè)備管道內(nèi)的水流量、時(shí)間和流向轉(zhuǎn)換，精細(xì)化控制混凝土溫度。該系統(tǒng)還可自動分析計(jì)算各種溫度控制指標(biāo)，形成可視化的圖表，與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，實(shí)時(shí)評價(jià)溫度控制效果。

建筑行業(yè)將灌漿稱作是一項(xiàng)“良心活”，因?yàn)樗请[蔽工程，一般很難知曉灌注在地下或洞體里的混凝土質(zhì)量和狀態(tài)。“數(shù)字化就是要精確，不能模棱兩可。我們在數(shù)字化電站建設(shè)中使用了灌漿施工監(jiān)控系統(tǒng)，具備灌漿施工自動化監(jiān)控功能。工人在灌漿過程中，電腦自動采集灌漿壓力、漿液密度、灌漿流量等信息。相關(guān)的工程管理人員可以遠(yuǎn)程監(jiān)控灌漿施工，并實(shí)時(shí)查詢分析。”房國君說。

國網(wǎng)新源公司在各抽水蓄能電站設(shè)計(jì)之初，就全面引入數(shù)字化設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)抽水蓄能電站勘測設(shè)計(jì)、土建施工和機(jī)電安裝從前期、建設(shè)期、到運(yùn)行期的整個(gè)壽命周期內(nèi)的信息數(shù)據(jù)移交。不光是工程建設(shè)過程中的數(shù)字化智能監(jiān)控，數(shù)字化電站建成后，電站所有的建筑、設(shè)備都有對應(yīng)的“全生命周期”數(shù)據(jù)記錄，最終建成企業(yè)級數(shù)據(jù)中心，為電站智能化運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

運(yùn)維實(shí)現(xiàn)智能化

6月20日，國網(wǎng)新源公司組織部分已投運(yùn)抽水蓄能電站的運(yùn)維專家、設(shè)計(jì)單位專家，在豐寧抽水蓄能電站現(xiàn)場召開數(shù)字化智能型電站電氣一次系統(tǒng)智能設(shè)備研發(fā)小組研討會，根據(jù)抽水蓄能電站電氣一次系統(tǒng)智能設(shè)備需求開展調(diào)研討論，集中編制審議發(fā)電電動機(jī)本體、發(fā)電電動機(jī)推力軸承和機(jī)組導(dǎo)軸承、主變及GIS系統(tǒng)、廠用電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等5個(gè)系統(tǒng)智能化技術(shù)規(guī)范書。

“當(dāng)前，抽水蓄能電站除了完成傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻、事故備用任務(wù)外，還肩負(fù)著越來越重要的保障消納清潔能源的功能。如此一來，抽水蓄能電站發(fā)電設(shè)備需要頻繁啟停，每天的啟動頻次是普通水電廠機(jī)組的10倍，對儲蓄電站設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行造成極大考驗(yàn)。”國網(wǎng)新源公司基建部副主任、數(shù)字化智能型電站電氣一次系統(tǒng)智能設(shè)備研發(fā)小組組長佟德利說，他們必須實(shí)時(shí)準(zhǔn)確了解發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行情況，精確判斷關(guān)鍵設(shè)備的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)抽水蓄能電站智能化運(yùn)行。

2017年以來，國網(wǎng)新源公司針對數(shù)字化智能型電站建設(shè)需求，開展系列調(diào)研技術(shù)交流，并結(jié)合交流研討和深入調(diào)研基礎(chǔ)形成數(shù)字化智能型抽水蓄能電站建設(shè)規(guī)劃。根據(jù)規(guī)劃安排，各研發(fā)小組取得的成果將應(yīng)用于在建抽水蓄能電站，并逐步應(yīng)用于在運(yùn)電站，實(shí)現(xiàn)抽水蓄能電站對堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的全面支持，推動水電行業(yè)由傳統(tǒng)自動化發(fā)展為智能化。

工欲善其事，必先利其器。國網(wǎng)新源公司開發(fā)應(yīng)用智慧工具管理系統(tǒng)，將“互聯(lián)網(wǎng)+”和云技術(shù)應(yīng)用于工具管理，提高工作效率。7月5日，在華東天荒坪抽水蓄能有限責(zé)任公司，運(yùn)檢部機(jī)電三班運(yùn)維負(fù)責(zé)人楊眾杰帶著新員工小徐準(zhǔn)備機(jī)組水輪機(jī)定檢工作。楊眾杰派小徐去工器具房借用定檢工具。小徐剛?cè)肼殻@是他第一次參加定檢工作，不清楚定檢需要哪些工器具。“沒關(guān)系，我們有智慧工具管理APP，你在上面查看歷史記錄，就知道以往檢修時(shí)工器具情況。”看到小徐犯難，楊眾杰提醒他。

小徐走后，楊眾杰想起忘記交代他還需要借更換調(diào)速器皮帶的工具，就直接在手機(jī)APP上進(jìn)行了預(yù)約。小徐到達(dá)工具房后，根據(jù)借用記錄找到相關(guān)工具后，工器具管理員提醒小徐將全部工具放在桌面上用手機(jī)APP掃描。“通過掃描，你就能看到這些工器具的使用記錄、安全檢驗(yàn)信息，還有使用工器具的方法和注意事項(xiàng)。”工器具管理員說。

小徐準(zhǔn)備離開時(shí)，工器具管理員說：“你們今天是不是還有非標(biāo)項(xiàng)目需要?jiǎng)e的工具。”小徐拍拍腦袋說：“啊，我忘了!今天要換調(diào)速器皮帶，我打電話問問楊眾杰師傅，看是否需要?jiǎng)e的工具。”管理員笑著說：“楊師傅已經(jīng)在APP里預(yù)約了。”然后把準(zhǔn)備好的工具遞給小徐。

7月10日，國網(wǎng)新源公司運(yùn)檢部主任張亞武像往常一樣，打開電腦，進(jìn)入水電生產(chǎn)管理與實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)，了解該公司所有電站機(jī)組實(shí)時(shí)運(yùn)行及水庫水位狀況，查看設(shè)備缺陷隱患治理及機(jī)組檢修等工作實(shí)時(shí)進(jìn)展情況。

張亞武說：“預(yù)計(jì)到2020年，在目前已投運(yùn)75臺機(jī)組的基礎(chǔ)上，抽水蓄能機(jī)組每年的投產(chǎn)臺數(shù)將快速增長，在當(dāng)前抽蓄機(jī)組高強(qiáng)度運(yùn)行的狀況下，設(shè)備缺陷隱患多發(fā)，機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行問題日益突出。國網(wǎng)新源公司建立了設(shè)備全過程管理機(jī)制，前期、基建、運(yùn)行各階段分工負(fù)責(zé)、互通信息、共同致力于電站安全穩(wěn)定運(yùn)行。”

為提高設(shè)備狀態(tài)管控力，國網(wǎng)新源公司結(jié)合抽水蓄能機(jī)組特點(diǎn),試點(diǎn)裝設(shè)發(fā)電機(jī)內(nèi)風(fēng)洞在線圖像識別及溫度自動測報(bào)等智能傳感器，豐富在線狀態(tài)監(jiān)測手段;建成了設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與評價(jià)一期系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對4座電站機(jī)組在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的集中監(jiān)測與分析;并開展發(fā)電電動機(jī)、水泵水輪機(jī)、進(jìn)水閥等主要設(shè)備關(guān)鍵部件的狀態(tài)評價(jià)及勵(lì)磁滅磁電阻等標(biāo)準(zhǔn)研究和試點(diǎn)應(yīng)用工作，最大程度運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，分析設(shè)備運(yùn)行健康狀態(tài)，并最終實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)自動評價(jià)功能，支撐計(jì)劃檢修模式向柔性狀態(tài)檢修模式轉(zhuǎn)變，助力設(shè)備智能運(yùn)維。