通讯员 孙一然 科技日报记者 史诗
12月5日,深夜的宝泉电站厂房内,当最后一组参数校验通过的绿灯亮起,标志着历时四年的抽水蓄能电站关键技术自主化改造取得重大突破。
国网新源宝泉抽水蓄能电站作为国际招标的3P项目(惠蓄—宝泉—莲蓄),率先完成4台机组监控、励磁、保护三大核心控制系统国产化改造,成功攻克关键难题,为三大系统打造完全自主可控的“数智大脑”,我国抽蓄设备自主可控进程走出了关键一步。
从“受制于人”到“自主可控”
国网新源宝泉电站位于河南新乡辉县,总装机容量120万千瓦,是华中电网重要的“调节器”。然而,投运14年来,核心控制系统长期依赖进口设备,面临备件断供、技术封锁、服务滞后三大困境。
“最让人焦虑的是,一台关键设备故障,采购周期长达一年,整个系统都可能陷入瘫痪。”监控系统设备负责人马聖恒回忆道。原国外系统技术封闭,出现故障需国外工程师远程支援,严重影响电站安全运行。
面对困境,宝泉电站打响了一场历时四年的关键技术攻坚战役。2022年盛夏,一支由技术骨干组成的攻坚队奔赴南京,与南瑞继保专家开展为期一个月的联合攻关。
“我们白天讨论方案,晚上测试程序,经常为了一个技术细节讨论到凌晨。”马聖恒回忆。这种深度融合的开发模式,确保了新系统既保持先进性,又完全贴合电站实际需求。
在改造最关键的阶段,团队还创造性地引入“多方协同”机制,邀请原系统专家驻厂支持,确保过渡期万无一失。
2024年11月,随着宝泉电站3号机组二次系统改造后投运,标志着国内首套“国产芯”500千伏主变保护成功投运,也标志着国网公司系统内首套核心器件全自主可控励磁系统成功落地。
智能赋能,破解行业难题
当机组出现异常,如同身体受到攻击,原有的“免疫系统”(保护系统)有时会反应迟钝,导致“肢体”(断路器)无法及时切断危险。在给机组更换保护系统时,工程师们面临的核心难题是如何找到更聪明的“抗体”机制。项目团队设计出一套全新的“智能抗体”方案——功率控制失灵保护。这套方案能精准识别真假威胁,既避免“误伤”,又在真正危险来临时迅速反击。
除了“免疫系统”,机组还有一套“心血管系统”——励磁系统。新安装的国产设备需要与老旧的“血管网络”无缝连接。技术团队创新采用了“门字钢架”布线工艺,如同为数百根“神经”和“血管”搭建了清晰的“立体交通桥”,确保了能量输送的零差错。
而整个改造中最为复杂的,当属为机组更换“大脑与中枢神经”(监控系统)。宝泉抽水蓄能电站作为国家技术引进、打捆招标的主要建设项目之一,二次系统国产化改造中面临的客观难题是原国外进口计算机监控系统技术封闭、设计理念与国内差别较大。面对无先例可循的困境,项目组展现了非凡的智慧,创造性地提出了“双脑并行”的过渡方案。在新旧“大脑”并存期间,它们通过专用“神经通道”IEC 104与调度通信,共享感知、协同指挥,确保机组在“换脑”手术的整个过程中,灵活通信、行动自如。这套方案的成功实践,在国内尚属首次,为后续其他电站机组的改造积累了宝贵经验。
质效跃升,彰显国产实力
今年的改造收尾阶段,现场汇聚了15家作业单位、近200名技术人员,创造了近年来参建人数的峰值。这场规模空前的检修大会战,涉及20项检修技改项目、2000余项检修作业内容,极大考验着电站的组织协调能力。
“时间紧、任务重,但我们准备充分。”宝泉公司高级机电运维蔡元飞介绍,“在检修前,我们组织了多轮研讨会,各个班组和部门共同开展现场勘查和技术交流,制定了详尽的检修计划。”
改造后的成效令人振奋,宝泉公司机组智能化水平由2.0跃进至3.0时代。“现在系统界面全是中文,运行状态一目了然,故障定位从小时级缩短到分钟级。”运行人员李博洋欣喜地对比改造前后的变化。更深远的是,国产化改造打破了技术服务壁垒,彻底解决了以往“等靠要”的困境。
“这次历时四年的改造更培养了一支完全掌握核心技术的专业队伍。”国网新源宝泉公司设备部副主任霍献东说,通过提升设备可靠性和智能化水平,电站为支撑电网更高比例的新能源接入提供了坚实保障。

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