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金沙水電的“中國智造”之路

　　本網(wǎng)訊（向珊）2020年6月28日，習(xí)近平總書記對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，要為實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會發(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)起一場又一場接續(xù)攀登世界水電科技新高峰的系列實踐。

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)號角，三峽集團(tuán)溯流而上，吹響金沙江下游梯級巨型水電站滾動開發(fā)的沖鋒號。

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

　　轉(zhuǎn)戰(zhàn)金沙江，中國水電裝備迎來“三級跳”：單機(jī)容量從三峽工程70萬千瓦、溪洛渡77萬千瓦，到向家壩80萬千瓦，再到白鶴灘全球最大100萬千瓦——鋼鐵心臟次第起搏，推動水電重大裝備實現(xiàn)了從“中國制造”到“中國創(chuàng)造”的飛躍。

▲世界首臺100萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)輪成功吊裝（資料圖片）

　　“三級跳”絕非偶然，其背后是三峽、溪洛渡、向家壩等工程為百萬千瓦機(jī)組國產(chǎn)化奠定的堅實基石：

　　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產(chǎn)化鋼材；烏東德水電站，應(yīng)用于機(jī)組蝸殼的國產(chǎn)化高強(qiáng)鋼首次達(dá)800兆帕級；繼續(xù)突破，白鶴灘水電站，百萬千瓦機(jī)組所需的高強(qiáng)度磁軛鋼板、抗撕裂厚鋼板、高等級硅鋼片等關(guān)鍵材料全部國產(chǎn)化。

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

　　攀登路上，中國“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”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：上萬支精密傳感器如同“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，實時感知大壩“脈動”；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)，實現(xiàn)了全面感知、真實分析、實時控制和持續(xù)優(yōu)化決策，建成了“無縫大壩”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，工程師輕點按鈕，“監(jiān)控系統(tǒng)一鍵開導(dǎo)葉排水”功能瞬間啟動，原本依賴人工分步執(zhí)行的復(fù)雜流程被計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)接管，僅需15分鐘，就可自動完成開關(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，單臺機(jī)組排水量高達(dá)8萬立方米左右。傳統(tǒng)人工作業(yè)需2名工作人員花費1—2小時，開展多達(dá)70余項操作才能完成。如今不僅大幅提速，更憑借設(shè)備精準(zhǔn)聯(lián)動和智能響應(yīng)，規(guī)避了人為失誤風(fēng)險，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)、視頻識別等前沿技術(shù)，將安全管控點、安全措施見證點、圍欄標(biāo)識確認(rèn)點以及現(xiàn)場遠(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、自動識別角色并校核權(quán)限、即時登記歸檔設(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，永久運行期單次巡檢的廊道洞室長度達(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)器人可以實現(xiàn)24小時不間歇作業(yè)，巡檢精度達(dá)到毫米級，比人眼更能精準(zhǔn)察覺隱患點位，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)備升級改造，成為我國“十四五”期間首個達(dá)成此目標(biāo)的巨型水電站。

　　本次改造覆蓋全站核心，8臺80萬千瓦機(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。這不僅是電站自身的提質(zhì)增效，更標(biāo)志著我國水電裝備產(chǎn)業(yè)鏈在自主可控與智能化運維領(lǐng)域取得關(guān)鍵突破。其成功經(jīng)驗將為全國水電站大規(guī)模升級提供示范樣板，對增強(qiáng)電網(wǎng)韌性和保障國家能源安全具有深遠(yuǎn)影響。

　　

連珠成串暢綠能

　　激流過千山，電流入萬家。2024年，金沙江下游四座梯級電站總發(fā)電量達(dá)1955.9億千瓦時，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約5900萬噸，減少二氧化碳排放超1.6億噸。

　　然而，這四座“綠色引擎”的價值遠(yuǎn)不止發(fā)電數(shù)字。面對“雙碳”目標(biāo)下新能源大規(guī)模接入帶來的波動性挑戰(zhàn)，它們以總裝機(jī)4646萬千瓦的巨型集群規(guī)模，成為平衡新能源波動、提供黑啟動支撐、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890萬千瓦，這一調(diào)節(jié)幅度相當(dāng)于1.5個世界最大抽蓄電站——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“問天測水”。

　　——三峽集團(tuán)已經(jīng)建成國內(nèi)水電行業(yè)規(guī)模大、功能全面、技術(shù)先進(jìn)的水情遙測系統(tǒng)，通過共建和委托報汛的方式獲取1600多個站點的信息，其監(jiān)測預(yù)報范圍覆蓋長江上游近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。

　　——在長江電力工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，金沙江下游54臺水電機(jī)組及設(shè)施設(shè)備“健康狀況”一目了然，該平臺賦能梯級電站智能運維、智能檢修、智慧調(diào)度、智能決策等全業(yè)務(wù)場景，大幅提升電站運營效率及運行安全可靠性。

　　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別與數(shù)據(jù)挖掘的相似雨洪預(yù)報、高精度河道演進(jìn)仿真、梯級水庫多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度策略分析、巨型水庫超短期水位精細(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、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，但綠色動能的藍(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”）迎來新的里程碑——三峽集團(tuán)位于云南省的首批270萬千瓦風(fēng)光基地項目已成功實現(xiàn)全容量并網(wǎng)發(fā)電；此前，四川側(cè)也完成85萬千瓦的并網(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，未來將深化水風(fēng)光一體化調(diào)控技術(shù)研究，構(gòu)建市場化多能互補(bǔ)協(xié)同體系，把西部自然資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定高效的綠色電能，為國家能源安全與“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)提供關(guān)鍵支撐。

　　從巍峨大壩的拔地而起，到百萬機(jī)組的極限突破，從大國重器的智慧運維，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