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金沙水電的“中國(guó)智造”之路

　　本網(wǎng)訊（向珊）2020年6月28日，習(xí)近平總書記對(duì)金沙江烏東德水電站首批機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電作出重要指示，強(qiáng)調(diào)“堅(jiān)持新發(fā)展理念，勇攀科技新高峰”。

　　一年后，習(xí)近平總書記在致金沙江白鶴灘水電站首批機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電的賀信中指出，要為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型作出更大貢獻(xiàn)。

　　聲聲囑托，如江流奔涌，在金沙江峽谷間匯聚成不竭的精神動(dòng)力，引領(lǐng)三峽人在烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩四座電站發(fā)起一場(chǎng)又一場(chǎng)接續(xù)攀登世界水電科技新高峰的系列實(shí)踐。

水電裝備攀“珠峰”

　　金沙江的激流與三峽的浩蕩本是同源水，在不同峽谷譜寫出相似的能量篇章。

　　2003年，三峽電站70萬(wàn)千瓦機(jī)組將江流轉(zhuǎn)為電流的初章落定。緊隨西部大開發(fā)號(hào)角，三峽集團(tuán)溯流而上，吹響金沙江下游梯級(jí)巨型水電站滾動(dòng)開發(fā)的沖鋒號(hào)。

　　攀枝花至宜賓，783公里河道、729米落差，被認(rèn)為是我國(guó)規(guī)模最大、最集中的水電能源基地之一。

　　轉(zhuǎn)戰(zhàn)金沙江，中國(guó)水電裝備迎來(lái)“三級(jí)跳”：?jiǎn)螜C(jī)容量從三峽工程70萬(wàn)千瓦、溪洛渡77萬(wàn)千瓦，到向家壩80萬(wàn)千瓦，再到白鶴灘全球最大100萬(wàn)千瓦——鋼鐵心臟次第起搏，推動(dòng)水電重大裝備實(shí)現(xiàn)了從“中國(guó)制造”到“中國(guó)創(chuàng)造”的飛躍。

▲世界首臺(tái)100萬(wàn)千瓦水輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)輪成功吊裝（資料圖片）

　　“三級(jí)跳”絕非偶然，其背后是三峽、溪洛渡、向家壩等工程為百萬(wàn)千瓦機(jī)組國(guó)產(chǎn)化奠定的堅(jiān)實(shí)基石：

　　三峽右岸電站，工程師大膽采用定轉(zhuǎn)子全空氣通風(fēng)冷卻技術(shù)，相比水內(nèi)冷技術(shù)，工藝簡(jiǎn)單，故障率低，便于維護(hù)；溪洛渡水電站，成功攻克200米水頭段水輪機(jī)關(guān)鍵技術(shù)，效率、空化、穩(wěn)定性等綜合性能優(yōu)良；

　　三峽左岸機(jī)組蝸殼曾依賴進(jìn)口600兆帕高強(qiáng)鋼。三峽集團(tuán)組織鞍鋼、寶武等協(xié)同攻關(guān)，三峽右岸電站終用上國(guó)產(chǎn)化鋼材；烏東德水電站，應(yīng)用于機(jī)組蝸殼的國(guó)產(chǎn)化高強(qiáng)鋼首次達(dá)800兆帕級(jí)；繼續(xù)突破，白鶴灘水電站，百萬(wàn)千瓦機(jī)組所需的高強(qiáng)度磁軛鋼板、抗撕裂厚鋼板、高等級(jí)硅鋼片等關(guān)鍵材料全部國(guó)產(chǎn)化。

　　攀登，永無(wú)止境。從橋機(jī)、母線、大型變壓器，到調(diào)速系統(tǒng)、勵(lì)磁系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)……中國(guó)水電裝備全產(chǎn)業(yè)鏈不斷升級(jí)，為世界“水電珠峰”的登頂提供了澎湃助力。

　　攀登路上，中國(guó)“智”造同樣在金沙江寫下新篇。

　　溪洛渡水電站開創(chuàng)高拱壩智能化建造先河，“大壩智能化建設(shè)管理系統(tǒng)平臺(tái)”成為行業(yè)標(biāo)桿。烏東德與白鶴灘則傳承發(fā)展，將智能建造技術(shù)推向新高度：上萬(wàn)支精密傳感器如同“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，實(shí)時(shí)感知大壩“脈動(dòng)”；工程師們充分發(fā)揮“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同創(chuàng)新的作用，研發(fā)應(yīng)用智能溫控、多維進(jìn)度仿真、全生命周期性態(tài)仿真分析等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了全面感知、真實(shí)分析、實(shí)時(shí)控制和持續(xù)優(yōu)化決策，建成了“無(wú)縫大壩”和精品工程，打造了水工建造史上最“聰明”的工程杰作。

　　

重器裝上“智慧腦”

　　重器落成，水輪飛轉(zhuǎn)，一場(chǎng)新的技術(shù)革命也悄然開啟。

　　在烏東德水電站中控室，工程師輕點(diǎn)按鈕，“監(jiān)控系統(tǒng)一鍵開導(dǎo)葉排水”功能瞬間啟動(dòng)，原本依賴人工分步執(zhí)行的復(fù)雜流程被計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)接管，僅需15分鐘，就可自動(dòng)完成開關(guān)導(dǎo)葉、水輪發(fā)電機(jī)輔助設(shè)備啟停等12步流程。

　　這便是電站機(jī)組檢修排水工作，單臺(tái)機(jī)組排水量高達(dá)8萬(wàn)立方米左右。傳統(tǒng)人工作業(yè)需2名工作人員花費(fèi)1—2小時(shí)，開展多達(dá)70余項(xiàng)操作才能完成。如今不僅大幅提速，更憑借設(shè)備精準(zhǔn)聯(lián)動(dòng)和智能響應(yīng)，規(guī)避了人為失誤風(fēng)險(xiǎn)，提高了機(jī)組等效可用系數(shù)。

　　在白鶴灘電站，新上線的“兩票智能管控系統(tǒng)”，正用算法為傳統(tǒng)安全基石——“工作票”和“操作票”注入新動(dòng)能。

▲白鶴灘水電站（資料圖片）

　　這套系統(tǒng)融合大數(shù)據(jù)、視頻識(shí)別等前沿技術(shù)，將安全管控點(diǎn)、安全措施見證點(diǎn)、圍欄標(biāo)識(shí)確認(rèn)點(diǎn)以及現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程雙認(rèn)證等關(guān)鍵環(huán)節(jié)集成到流程中。它能智能處理多模式工作票預(yù)約、自動(dòng)識(shí)別角色并校核權(quán)限、即時(shí)登記歸檔設(shè)備操作信息、快速在線核查安全措施執(zhí)行效果等，全方位筑牢電力安全生產(chǎn)的數(shù)字防線。

　　溪洛渡則迎來(lái)一名“新員工”——智能巡檢機(jī)器人。

　　溪洛渡水電站擁有超大規(guī)模地下洞室群，永久運(yùn)行期單次巡檢的廊道洞室長(zhǎng)度達(dá)100余公里。2022年11月，電廠自主研發(fā)的廊道智能巡檢系統(tǒng)在大壩廊道和水墊塘廊道進(jìn)行示范應(yīng)用，智能巡檢機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間歇作業(yè)，巡檢精度達(dá)到毫米級(jí)，比人眼更能精準(zhǔn)察覺(jué)隱患點(diǎn)位，極大提高了水電巡檢效率。

　　向家壩的“蛻變”更具里程碑意義。

　　不久前，向家壩電站宣告完成“全系統(tǒng)+全機(jī)組+全電站”大規(guī)模系統(tǒng)設(shè)備升級(jí)改造，成為我國(guó)“十四五”期間首個(gè)達(dá)成此目標(biāo)的巨型水電站。

　　本次改造覆蓋全站核心，8臺(tái)80萬(wàn)千瓦機(jī)組控制系統(tǒng)全面更新，全廠輔助系統(tǒng)及關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施同步升級(jí)。這不僅是電站自身的提質(zhì)增效，更標(biāo)志著我國(guó)水電裝備產(chǎn)業(yè)鏈在自主可控與智能化運(yùn)維領(lǐng)域取得關(guān)鍵突破。其成功經(jīng)驗(yàn)將為全國(guó)水電站大規(guī)模升級(jí)提供示范樣板，對(duì)增強(qiáng)電網(wǎng)韌性和保障國(guó)家能源安全具有深遠(yuǎn)影響。

　　

連珠成串暢綠能

　　激流過(guò)千山，電流入萬(wàn)家。2024年，金沙江下游四座梯級(jí)電站總發(fā)電量達(dá)1955.9億千瓦時(shí)，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約5900萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放超1.6億噸。

　　然而，這四座“綠色引擎”的價(jià)值遠(yuǎn)不止發(fā)電數(shù)字。面對(duì)“雙碳”目標(biāo)下新能源大規(guī)模接入帶來(lái)的波動(dòng)性挑戰(zhàn)，它們以總裝機(jī)4646萬(wàn)千瓦的巨型集群規(guī)模，成為平衡新能源波動(dòng)、提供黑啟動(dòng)支撐、保障電網(wǎng)韌性的核心系統(tǒng)調(diào)節(jié)器。

　　以烏東德水電站為例，2024年，電站累計(jì)完成調(diào)峰任務(wù)352天，尤其在9月17日，其單日負(fù)荷峰谷差約890萬(wàn)千瓦，這一調(diào)節(jié)幅度相當(dāng)于1.5個(gè)世界最大抽蓄電站——河北豐寧抽水蓄能電站的滿負(fù)荷調(diào)節(jié)總量（720萬(wàn)千瓦）。

▲烏東德水電站（資料圖片）

　　當(dāng)一灣水脈串聯(lián)四座電站，更宏大的調(diào)度協(xié)同便成為可能。

　　水，是這一切的基礎(chǔ)要素。要精準(zhǔn)調(diào)度，必先“問(wèn)天測(cè)水”。

　　——三峽集團(tuán)已經(jīng)建成國(guó)內(nèi)水電行業(yè)規(guī)模大、功能全面、技術(shù)先進(jìn)的水情遙測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)共建和委托報(bào)汛的方式獲取1600多個(gè)站點(diǎn)的信息，其監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)范圍覆蓋長(zhǎng)江上游近80%的流域面積，可在10分鐘內(nèi)完成主要控制站以及控制性水庫(kù)的信息收集。

　　機(jī)組“健康”狀態(tài)，則是協(xié)同調(diào)度的另一基石。

　　——在長(zhǎng)江電力工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，金沙江下游54臺(tái)水電機(jī)組及設(shè)施設(shè)備“健康狀況”一目了然，該平臺(tái)賦能梯級(jí)電站智能運(yùn)維、智能檢修、智慧調(diào)度、智能決策等全業(yè)務(wù)場(chǎng)景，大幅提升電站運(yùn)營(yíng)效率及運(yùn)行安全可靠性。

　　統(tǒng)籌這一切的“智慧大腦”，是水資源管理決策支持系統(tǒng)。

　　——它匯聚了基于圖像識(shí)別與數(shù)據(jù)挖掘的相似雨洪預(yù)報(bào)、高精度河道演進(jìn)仿真、梯級(jí)水庫(kù)多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度策略分析、巨型水庫(kù)超短期水位精細(xì)化調(diào)控等尖端工具，在復(fù)雜多變的氣象水文條件下，為協(xié)調(diào)防洪、發(fā)電、航運(yùn)、生態(tài)等多重目標(biāo)的調(diào)度決策提供強(qiáng)大支撐。

　　隨著白鶴灘水電站的全面投產(chǎn)，金沙江下游“水電明珠”串聯(lián)成勢(shì)，但綠色動(dòng)能的藍(lán)圖，仍在向更廣闊的天地舒展。

　　今年年初，金沙江下游清潔能源基地（“金下基地”）迎來(lái)新的里程碑——三峽集團(tuán)位于云南省的首批270萬(wàn)千瓦風(fēng)光基地項(xiàng)目已成功實(shí)現(xiàn)全容量并網(wǎng)發(fā)電；此前，四川側(cè)也完成85萬(wàn)千瓦的并網(wǎng)裝機(jī)規(guī)模。

　　為破解高比例新能源消納難題，三峽集團(tuán)正依托金沙江下游四座梯級(jí)電站的強(qiáng)大調(diào)節(jié)能力，深入推進(jìn)金下基地水風(fēng)光一體化工作，未來(lái)將深化水風(fēng)光一體化調(diào)控技術(shù)研究，構(gòu)建市場(chǎng)化多能互補(bǔ)協(xié)同體系，把西部自然資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定高效的綠色電能，為國(guó)家能源安全與“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)提供關(guān)鍵支撐。

　　從巍峨大壩的拔地而起，到百萬(wàn)機(jī)組的極限突破，從大國(guó)重器的智慧運(yùn)維，再到賦能“雙碳”的系統(tǒng)集成……五年砥礪，四座電站淬煉成中國(guó)水電引領(lǐng)世界的偉力，召喚著下一次攀峰。

編輯：李雷 高錦濤 盧西奧

發(fā)布日期：2025年06月30日