“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，總裝機規(guī)模3000多萬千瓦。工程建設工期長、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，當前電網(wǎng)具有大功率遠距離輸電、微電網(wǎng)發(fā)展迅猛、新能源接入爆發(fā)式增長的特點，對抽水蓄能機組的響應速度、功率調(diào)節(jié)、運行方式、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、事故備用任務的基礎上，面對新時代電網(wǎng)發(fā)展形勢，必須不斷提升機組的智能化建設和運維水平。

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

建設數(shù)字化電站

6月27日，在豐滿大壩重建工程基建管控中心，值班人員輕點鼠標，隨即通過在工地重要位置安裝的53個可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時監(jiān)控工程建設施工情況，它們還可以紀錄工程建設的每一個細節(jié)。這些海量工程建設數(shù)據(jù)將存儲在‘智慧豐滿’基建管控系統(tǒng)中，為將來電站投運后的運維管理提供精準數(shù)據(jù)支撐。”豐滿建設局副總工程師孟繼慧介紹，根據(jù)國網(wǎng)新源公司部署，豐滿建設局全面推進數(shù)字化電站建設，統(tǒng)籌規(guī)劃設計、設備制造、施工建設、運維檢修全過程，以電站全壽命周期數(shù)據(jù)為基礎，以信息數(shù)字化、通信網(wǎng)絡化、集成標準化、運管一體化、業(yè)務互動化、運行最優(yōu)化、決策智能化為特征，實現(xiàn)電站生產(chǎn)運行可靠、經(jīng)濟高效、友好互動的目標。

在豐滿大壩重建工程中，有兩個電站在同步建設：一個是工地上的實體工程，一個是電腦中的數(shù)字虛擬工程。實體工程怎樣筑起一寸大壩、澆灌一立方米混凝土、敷設一段電纜，電腦都絲毫不差地建設另一個數(shù)字模擬電站。“在建成電站的同時，基建部門還會向生產(chǎn)人員移交一個‘數(shù)字化電站’。在我們電站的廠房下，有復雜的線路敷設和管道布置，假如以后的運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，就能通過計算機準確地找到通道，防止發(fā)生誤挖亂搭的情況。”孟繼慧說。

記者在大壩建設工地上看到，豐滿大壩主體已建設至90多米高，十幾臺大小不一的起吊機轉(zhuǎn)動著手臂，將各種建筑材料從壩下精確地送到各個施工點。幾輛大壩碾壓車來來回回，將混凝土碾壓平整、結實。“以往的工程建設中，碾壓車施工時要有專人在現(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)，為碾壓車裝設了傳感器，可以將碾壓車的運行軌跡、速度、碾壓次數(shù)、碾壓狀態(tài)等生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過無線實時傳輸?shù)诫娔X服務器，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)理人員報警，并提醒碾壓車駕駛員更正。”豐滿大壩建設局安質(zhì)部副主任房國君說，這些碾壓數(shù)據(jù)會保存下來，為大壩以后的維護提供科學依據(jù)。

其實，在大壩內(nèi)部別有機關。眾所周知，大體量混凝土建筑的維護保養(yǎng)一直是個難題，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)埋設的降溫設備管道內(nèi)的水流量、時間和流向轉(zhuǎn)換，精細化控制混凝土溫度。該系統(tǒng)還可自動分析計算各種溫度控制指標，形成可視化的圖表，與質(zhì)量標準進行對比，實時評價溫度控制效果。

建筑行業(yè)將灌漿稱作是一項“良心活”，因為它是隱蔽工程，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。相關的工程管理人員可以遠程監(jiān)控灌漿施工，并實時查詢分析。”房國君說。

國網(wǎng)新源公司在各抽水蓄能電站設計之初，就全面引入數(shù)字化設計理念，實現(xiàn)抽水蓄能電站勘測設計、土建施工和機電安裝從前期、建設期、到運行期的整個壽命周期內(nèi)的信息數(shù)據(jù)移交。不光是工程建設過程中的數(shù)字化智能監(jiān)控，數(shù)字化電站建成后，電站所有的建筑、設備都有對應的“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，為電站智能化運行奠定基礎。

運維實現(xiàn)智能化

6月20日，國網(wǎng)新源公司組織部分已投運抽水蓄能電站的運維專家、設計單位專家，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)智能設備需求開展調(diào)研討論，集中編制審議發(fā)電電動機本體、發(fā)電電動機推力軸承和機組導軸承、主變及GIS系統(tǒng)、廠用電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等5個系統(tǒng)智能化技術規(guī)范書。

“當前，抽水蓄能電站除了完成傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻、事故備用任務外，還肩負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)電設備需要頻繁啟停，每天的啟動頻次是普通水電廠機組的10倍，對儲蓄電站設備安全穩(wěn)定運行造成極大考驗。”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)智能設備研發(fā)小組組長佟德利說，他們必須實時準確了解發(fā)電機組的運行情況，精確判斷關鍵設備的狀態(tài)，實現(xiàn)抽水蓄能電站智能化運行。

2017年以來，國網(wǎng)新源公司針對數(shù)字化智能型電站建設需求，開展系列調(diào)研技術交流，并結合交流研討和深入調(diào)研基礎形成數(shù)字化智能型抽水蓄能電站建設規(guī)劃。根據(jù)規(guī)劃安排，各研發(fā)小組取得的成果將應用于在建抽水蓄能電站，并逐步應用于在運電站，實現(xiàn)抽水蓄能電站對堅強智能電網(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)應用智慧工具管理系統(tǒng)，將“互聯(lián)網(wǎng)+”和云技術應用于工具管理，提高工作效率。7月5日，在華東天荒坪抽水蓄能有限責任公司，運檢部機電三班運維負責人楊眾杰帶著新員工小徐準備機組水輪機定檢工作。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APP上進行了預約。小徐到達工具房后，根據(jù)借用記錄找到相關工具后，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、安全檢驗信息，還有使用工器具的方法和注意事項。”工器具管理員說。

小徐準備離開時，工器具管理員說：“你們今天是不是還有非標項目需要別的工具。”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，看是否需要別的工具。”管理員笑著說：“楊師傅已經(jīng)在APP里預約了。”然后把準備好的工具遞給小徐。

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

張亞武說：“預計到2020年，在目前已投運75臺機組的基礎上，抽水蓄能機組每年的投產(chǎn)臺數(shù)將快速增長，在當前抽蓄機組高強度運行的狀況下，設備缺陷隱患多發(fā)，機組安全穩(wěn)定運行問題日益突出。國網(wǎng)新源公司建立了設備全過程管理機制，前期、基建、運行各階段分工負責、互通信息、共同致力于電站安全穩(wěn)定運行。”

為提高設備狀態(tài)管控力，國網(wǎng)新源公司結合抽水蓄能機組特點,試點裝設發(fā)電機內(nèi)風洞在線圖像識別及溫度自動測報等智能傳感器，豐富在線狀態(tài)監(jiān)測手段;建成了設備狀態(tài)監(jiān)測與評價一期系統(tǒng)，實現(xiàn)對4座電站機組在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的集中監(jiān)測與分析;并開展發(fā)電電動機、水泵水輪機、進水閥等主要設備關鍵部件的狀態(tài)評價及勵磁滅磁電阻等標準研究和試點應用工作，最大程度運用大數(shù)據(jù)技術，分析設備運行健康狀態(tài)，并最終實現(xiàn)設備狀態(tài)自動評價功能，支撐計劃檢修模式向柔性狀態(tài)檢修模式轉(zhuǎn)變，助力設備智能運維。