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《我国水电机组核心控制系统首次实现国产化》

  • 来源专题：能源情报网信息监测服务平台
  • 编译者： guokm
  • 发布时间：2022-11-28

  • 11月24日，由我国企业自主研发的新一代继电保护系统（华能睿渥继电保护系统）在澜沧江中下游的小湾水电站正式投运。这意味着被称为水电站“大脑”的核心控制系统全面实现国产化，这也是我国水电控制系统一项重大技术突破。

    计算机监控、调速器、励磁和继电保护四大系统是水电站的核心控制系统，是确保机组及电网稳定的重要基础。其中，计算机监控系统相当于水电站的“神经中枢”，调速器和励磁系统是保障电压和频率稳定的执行机构，继电保护设备是保障电力系统安全稳定运行的“第一道防线”。

    以前，水电核心控制系统关键部件依赖进口。中国华能集团牵头组建联合研发团队，对水电核心控制系统的软硬件开展大量适配、比选和研发工作，实现了软硬件100%全国产化。团队完成重大技术创新34项，17项关键技术填补了国内空白。

    此次投运的华能睿渥水电继电保护系统，标志着我国高水头、大容量水力发电领域核心控制系统实现全面自主可控，进一步提升了我国电力基础设施运行水平和本质安全。经第三方权威机构鉴证，性能指标达到行业标准要求，对保障电力基础设施网络安全，保障国家能源安全具有重要意义。

  • 原文来源：https://www.in-en.com/article/html/energy-2321073.shtml
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  • 《抽水蓄能核心控制系统装上了“中国芯”》
    • 来源专题：能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2023-03-01
    • 日前，安装在广州抽水蓄能电站7号机组的我国首套300MW抽蓄机组“芯片级”自主可控励磁系统和调速器系统实现安全稳定运行30天，标志着南方电网在抽水蓄能成套控制系统设备国产化的关键技术研究应用上取得重大突破，成功推进抽水蓄能行业“全国产化”由主机设备向控制系统延伸，有力增强我国抽水蓄能产业链供应链的竞争力和安全性。 抽水蓄能电站是目前技术最成熟、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。励磁系统和调速器系统均属抽水蓄能机组的核心控制设备，分别承担着电压和无功功率、转速和有功功率的调节任务，直接影响机组发电的可靠性和电网运行的稳定性。 项目改造后的抽水蓄能机组单导叶调速系统主体结构。 南网储能修试公司/供图 控制系统的国产化水平大致可分为“设备级”“部件级”“芯片级”，其中“芯片级”的自主可控程度最高，要求整套设备中的关键元器件及控制芯片均实现国产自主可控。而在此前，我国抽水蓄能电厂在运的励磁系统、调速器系统主要元器件均为进口设备，特别是控制系统芯片，均为国外生产，备品备件更新艰难，控制程序均为“黑匣子”，核心功能优化存在“盲区”，关键技术面临“卡脖子”的不利局面。 2021年2月，南网储能公司启动了抽水蓄能成套控制系统设备“芯片级”自主可控的技术攻关，先行先试研究应用国产芯片的励磁、调速控制设备，内容涵盖选型、设计、生产、验收、安装及调试等各个环节。“基于国产芯片的励磁和调速系统的成功研制应用，将有效解决抽水蓄能电站关键控制系统‘卡脖子’的现状，打通供给约束的堵点、卡点、脆弱点，有利于我们掌握控制系统核心技术，助力公司业务的发展，确保整个产业链的安全。控制系统设备‘芯片级’自主可控攻关涉及系统所有控制程序都将重新设计编写，会遇到很多困难和风险，但总得有人迈出这一步。”南网储能修试公司副总经理巩宇介绍。 在700多天的攻关过程中，项目团队先后完成了国内厂家走访调研、国产化替代方案制定、系统研发设计、控制程序源代码编写、设备生产组装、成品检测试验、现场施工调试等工作，每个环节都在历经多次“考验”后达到精益求精。 励磁系统方面，团队严格依据数据手册对国产晶闸管进行压接和检测，依规依标开展国产直流灭磁开关的装配以及型式试验，通过带发电机空载灭磁、交流灭磁、甩负荷等严苛试验考核了国产直流灭磁开关和灭磁电阻的性能，创新性地采用全柜TCP传输，成套设备的数据采集和检测性能得到了大幅提高，得到了行业专家评审组的一致肯定。调速器系统方面，以系统研发设计为例，团队不断优化完善控制逻辑，重新开发了控制程序源代码、攻克了以关键软硬件计时器异常、CPU发热、多导叶调节等多项技术难题，制造成品最终顺利通过了安全性、抗干扰能力、连续运行稳定性等多项性能测试。 截至2022年底，我国抽水蓄能在运总装机达到4500万千瓦，稳居世界第一。根据我国抽水蓄能中长期发展规划（2021-2035年），2030年投产总规模将达到1.2亿千瓦左右。 “通过实施本次自主可控应用，我们在掌握相关核心技术上赢得了主动。”南网储能修试公司电气二次检修部主任陈强表示，项目不仅为我国抽水蓄能机组励磁系统、调速器系统的国产化应用提供了示范样板，还在过程中总结出了一套标准规范，将为我国抽水蓄能电站核心控制系统的规模化国产替代提供重要参考。
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  • 《南瑞支撑两大核心控制系统在糯扎渡电站成功投运》
    • 来源专题：能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2022-12-26
    • 近日，南瑞集团参建的全国首台（套）单机650MW水电机组全国产调速器、励磁系统在华能糯扎渡水电站#1机组成功投运，为我国水电站核心技术国产化替代提供了“示范样板”。 南瑞集团支撑建设的全国产励磁系统通过出厂验收 调速器控制水轮发电机组的有功和频率，励磁系统控制水轮发电机组的无功和电压，是水电站两大核心控制设备，是保障电网安全稳定运行的“调节器”和“压舱石”。调速器、励磁系统的核心软硬件长期依赖进口，在国际贸易不确定性加剧的背景下，实现调速器、励磁核心技术国产化对提升电力系统关键基础设施安全水平有着重大意义。 糯扎渡水电站是云南省内最大的水电站，是澜沧江中下游“两库八级”水电核心工程。电站装机容量5850MW，装机9台，单机容量650MW，是实施“西电东送”及“云电外送”战略的基础项目。2021年9月，华能澜沧江公司与南瑞集团签订战略合作协议，在智能化电厂关键技术及核心设备国产化等方面开展深度合作。随后，南瑞集团和华能澜沧江、西安热工院成立联合研发组，以糯扎渡水电站为试点，积极推进水电调速器、励磁系统国产化研发与工程示范工作。 项目实施过程中，南瑞集团积极统筹内部资源，充分发挥南瑞ARP统一平台优势推进研发工作。南瑞研究院与电控公司、水电公司密切配合，1个月内确定整体开发方案，2个月内完成初版硬件开发，半年内完成调速器测控装置、油泵控制PLC、励磁调节器装置、功率柜和灭磁柜智能采集装置软硬件开发，以及比例伺服阀、自动化元器件的选型比测试验，刷新了南瑞历代调速器、励磁调节装置的最快开发记录。 该项目基于国产自主处理器和非对称实时体系架构，完成了控制系统全国产化自主可控核心二次设备研发，研制了满足700MW级巨型水电机组控制要求的调速器、励磁系统成套设备。调速器首次实现了调速器硬件及嵌入式软件，电液伺服单元、传感器等核心部件，工控机及自研软件平台（IMC）100%国产化。励磁系统首次实现了励磁调节器软硬件、晶闸管、磁场断路器的100%国产化，其中大容量磁场断路器填补了国内空白。 设备还实现了多个关键突破，基于IEC61850国际标准，首次构建了调速器、励磁系统智能水电厂的标准模型及实时通讯网络；行业内首次实现了调速器、励磁系统与监控系统的GOOSE大容量数据通讯及控制技术；首次研制了调速器和励磁系统的智能分析、故障诊断、性能评价系统，为后期智能水电厂建设奠定了坚实基础。 9月26日，继通过南网入网测试及国网涉网性能试验、型式试验、国产化认证和GOOSE通讯功能测试后，调速器、励磁系统正式通过业内专家的出厂验收评审，进入现场调试阶段。南瑞集团充分发挥党建引领作用，依托“党建+”工程，设立糯扎渡“调速器调试投运”党员突击队、“励磁调试投运”攻坚小组。党员突击队及攻坚小组成员与现场各单位充分讨论试验流程及预案，顺利完成动态、涉网各项试验，实验结果完全满足国家规程规范要求，圆满完成首台（套）全国产调速器、励磁系统投运工作。 该项目的成功投运，标志着南瑞集团在大型水电机组调速器、励磁系统全国产核心控制领域全面掌握了核心技术。当前，南瑞700MW水电机组全国产自主可控调速器、励磁系统、继电保护和监控系统已在华能小湾水电站#3机组成功投运，实现了项目成果的首次推广应用。下一步，南瑞集团将持续开展水电核心控制系统全国产化研制与推广，为助力水电行业持续健康发展、保障国家能源安全贡献南瑞力量。
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