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• 抽水蓄能數(shù)字化升級，智能物流技術(shù)助力發(fā)展（本刊記者 趙皎云）

抽水蓄能數(shù)字化升級，智能物流技術(shù)助力發(fā)展

抽水蓄能電站是建設(shè)現(xiàn)代智能電網(wǎng)新型電力系統(tǒng)的重要支撐。在近年來國家大力支持儲能行業(yè)發(fā)展的背景下，數(shù)字化設(shè)計建造和智能化升級正在成為儲能電站的必然發(fā)展趨勢。

作者：趙皎云

抽水蓄能屬于機(jī)械儲能技術(shù)的一種，其工作原理是利用水作為儲能介質(zhì)，通過電能與勢能相互轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)電能的儲存和管理，利用電力負(fù)荷低谷時的電能抽水至上水庫，在電力負(fù)荷高峰期再放水至下水庫發(fā)電?？蓪㈦娋W(wǎng)負(fù)荷低時的多余電能，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)高峰時期的高價值電能。適用于調(diào)頻、調(diào)相，穩(wěn)定電力系統(tǒng)的周波和電壓，還可提高系統(tǒng)中火電站和核電站的效率。

基于在生命周期、技術(shù)、調(diào)節(jié)能力、循環(huán)效率、負(fù)荷響應(yīng)等方面的突出優(yōu)勢，抽水蓄能成為目前公認(rèn)的最安全、最穩(wěn)定、最成熟、最環(huán)保、最經(jīng)濟(jì)的儲能方式，具有儲能容量大、儲放效率高、運行靈活、反應(yīng)迅速等特點，能夠與新能源形成良好互補(bǔ)。相關(guān)資料顯示，截至2023年底，我國儲能累計裝機(jī)規(guī)模達(dá)到86.5GW，其中抽水蓄能的占比雖與以往相比有所下降，但在整個市場中的占比仍接近60%，位列第一。

抽水蓄能行業(yè)迎來發(fā)展新機(jī)遇

2022年6月，國家發(fā)改委、國家能源局等九部委聯(lián)合發(fā)布《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》）?！兑?guī)劃》提出“十四五”可再生能源發(fā)展的方向、目標(biāo)和重點工作，為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、助力“雙碳”目標(biāo)指明方向?！兑?guī)劃》提出，要加快建設(shè)可再生能源存儲調(diào)節(jié)設(shè)施，提升新型電力系統(tǒng)對高比例可再生能源的適應(yīng)能力，并把加快推進(jìn)抽水蓄能電站建設(shè)作為提升可再生能源存儲能力的首要措施?？梢灶A(yù)見，作為最重要的可再生能源存儲調(diào)節(jié)設(shè)施，“十四五”期間抽水蓄能將迎來重大發(fā)展機(jī)遇。

作為構(gòu)建清潔低碳、安全可靠、智慧靈活、經(jīng)濟(jì)高效新型電力系統(tǒng)的重要組成部分，抽水蓄能電站是建設(shè)現(xiàn)代智能電網(wǎng)新型電力系統(tǒng)的重要支撐。據(jù)權(quán)威統(tǒng)計，2023年有239個抽水蓄能電站項目更新了動態(tài)，規(guī)模超316.735GW，總投資超萬億元。其中包含預(yù)可行性研究報告審查、簽約、開工等動態(tài)，項目規(guī)模普遍在1200MW-2400MW。從項目所在地區(qū)來看，239個項目分布于云南、重慶、黑龍江、吉林、青海、遼寧、江西、海南、廣東、廣西、福建、新疆、甘肅、陜西、湖南、湖北、河南、內(nèi)蒙古、河北、山西、江蘇、浙江、安徽、四川、貴州、山東等26省市。其中，在已明確的項目規(guī)模中，廣東以26.3GW排名第一，湖南以21.6GW排名第二，浙江以21.5GW位列第三；四川、甘肅、廣西、新疆、湖北、貴州、陜西、云南、黑龍江、河北、吉林、福建、河南、遼寧14地項目規(guī)模均超10GW。

抽水蓄能電站

在參與主體方面，2021年前，我國抽水蓄能電站主要由國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)等電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)建設(shè)和管理，并逐步建立引入社會資本的多元市場化投資體制機(jī)制。到2022年，中國電建、國能、三峽、國家電投、華電等傳統(tǒng)電源企業(yè)開始進(jìn)入抽水蓄能建設(shè)領(lǐng)域，行業(yè)投資能力極大增強(qiáng)。根據(jù)最新的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，國家電網(wǎng)公司已建成26座抽水蓄能電站，投運裝機(jī)容量超過3100萬千瓦?！笆奈濉逼陂g，國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)抽水蓄能電站將迎來建設(shè)高峰，預(yù)計新投產(chǎn)裝機(jī)容量超過2700萬千瓦，到2025年投產(chǎn)總規(guī)模達(dá)到5000萬千瓦。南網(wǎng)儲能公司已建成投運的電站25座，總裝機(jī)容量1234萬千瓦，其中抽水蓄能裝機(jī)突破1000萬千瓦，達(dá)1028萬千瓦，約占全國抽水蓄能總裝機(jī)容量的四分之一。

數(shù)字化發(fā)展成為主流趨勢

2021年8月，國家能源局發(fā)布的《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》中指出，當(dāng)前我國正處于能源綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時期，風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源大規(guī)模高比例發(fā)展，對調(diào)節(jié)電源的需求更加迫切，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)對抽水蓄能發(fā)展提出更高要求。

抽水蓄能電站機(jī)組

據(jù)悉，儲能電站經(jīng)過多年發(fā)展，管理模式已逐漸由“粗放式”走向“精細(xì)化”，在這一過程中，數(shù)字化是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

為了推進(jìn)新型電力系統(tǒng)建設(shè)，國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)均加快了抽水蓄能電站的建設(shè)，南方電網(wǎng)發(fā)布的《數(shù)字電網(wǎng)推動構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)白皮書》中提出，通過數(shù)字賦能，實現(xiàn)發(fā)電側(cè)“全面可觀、精確可測、高度可控”，要求已投運和在建的抽水蓄能電站全面使用數(shù)字技術(shù)，以數(shù)據(jù)作為核心生產(chǎn)要素，具備超強(qiáng)感知能力、智慧決策能力和快速執(zhí)行能力。具體包括：加快建設(shè)數(shù)字電網(wǎng)，持續(xù)打造和完善一系列數(shù)字業(yè)務(wù)技術(shù)平臺，使之具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理能力、超強(qiáng)的計算能力和以數(shù)據(jù)驅(qū)動業(yè)務(wù)的能力；加速電網(wǎng)管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型，推動電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)、運維、物資、調(diào)度、營銷等多專業(yè)高效協(xié)同，提升企業(yè)運轉(zhuǎn)效率，確保面向眾多新能源客戶的高效服務(wù)水平；加大5G基站、物聯(lián)網(wǎng)、電動汽車充電樁等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)配套投入；對接好國家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字政府，充分利用電網(wǎng)企業(yè)在算力、算法和數(shù)據(jù)資源上的優(yōu)勢，促進(jìn)政府、產(chǎn)業(yè)上下游和用戶的密切互動，引導(dǎo)能量、數(shù)據(jù)、服務(wù)有序流動，推動能源生態(tài)系統(tǒng)利益相關(guān)方開放合作、互利共生、協(xié)作創(chuàng)新。

面對高質(zhì)量發(fā)展的需要，未來抽水蓄能行業(yè)在機(jī)組的智能化建設(shè)和運維水平方面將有更多值得挖掘的技術(shù)應(yīng)用空間，具體包括：

1.我國抽水蓄能電站工程的建設(shè)存在建設(shè)周期長、戰(zhàn)線廣、地質(zhì)條件復(fù)雜多變、安全質(zhì)量管控難度大等一系列問題，需要在設(shè)計之初就全面引入數(shù)字化設(shè)計理念，實現(xiàn)抽水蓄能電站勘測設(shè)計、土建施工和機(jī)電安裝從前期、建設(shè)期到運行期的整個壽命周期內(nèi)的信息數(shù)據(jù)移交，為后續(xù)電站智能化運行奠定基礎(chǔ)。

2.傳統(tǒng)抽水蓄能電站在運營和維護(hù)過程中存在一些挑戰(zhàn)。由于電站通常位于偏遠(yuǎn)的山區(qū)地帶，人力難以進(jìn)入并監(jiān)控設(shè)備的運行情況。這就導(dǎo)致了維護(hù)成本高昂和運行效率不高的問題。為解決這些問題，數(shù)字孿生技術(shù)可以發(fā)揮出重要作用。

據(jù)悉，數(shù)字孿生抽水蓄能電站基于數(shù)字化模型，將電站的運行和設(shè)備狀態(tài)實時建模。通過傳感器、監(jiān)控系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，電站的各種數(shù)據(jù)可以被采集、監(jiān)測和分析。這使得運營人員可以實時了解電站的狀態(tài)，并能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控和調(diào)整設(shè)備的運行。同時，數(shù)字孿生技術(shù)還能模擬電站的運行過程，通過大數(shù)據(jù)分析和人工智能算法優(yōu)化電站的運行策略。這使得電站能夠更有效地響應(yīng)電力市場的需求，提供更靈活、可靠的能源供應(yīng)。此外，數(shù)字孿生技術(shù)還能夠預(yù)測設(shè)備的故障和異常，提前進(jìn)行維護(hù)和修復(fù)，降低維護(hù)成本和減少停機(jī)時間。

引入智能物流技術(shù)破解運營痛點

在電力行業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)中，電力物資倉儲物流屬于重要環(huán)節(jié)，對電力企業(yè)的經(jīng)營管理具有重要影響。電力物資價值高、使用特殊、采購成本高，屬于專用設(shè)備和特種設(shè)備，具有種類多、需求大、供應(yīng)時間緊急等特征，對倉儲的精益化管理具有較高要求。而傳統(tǒng)倉儲管理以人工為主，物資清點耗時費力、存放不規(guī)范、搬運難度大、管理不科學(xué)等問題，難以滿足電力行業(yè)發(fā)展的需要。

倉儲管理作為連接抽水蓄能電站物資采購和生產(chǎn)建設(shè)的橋梁，對于電站物資供應(yīng)鏈的整體運行效率起著關(guān)鍵作用。抽水蓄能電站對于倉儲管理的重點，不再僅僅著眼于物資保管的安全性，更多的是如何運用現(xiàn)代信息技術(shù)和自動化手段來提高倉儲運作的速度和效益。目前，抽水蓄能電站倉儲管理自動化程度還不夠高，因此要充分利用移動技術(shù)、條碼技術(shù)、倉儲自動化設(shè)備以及其他先進(jìn)信息化管理手段，達(dá)到倉儲管理的作業(yè)高效移動和全過程跟蹤監(jiān)控。

2023年，南方電網(wǎng)公司旗下唯一的抽水蓄能運營平臺——南網(wǎng)儲能公司建成投產(chǎn)了公司首座抽蓄電廠智能倉項目，成為抽水蓄能行業(yè)倉儲數(shù)智化轉(zhuǎn)型升級標(biāo)桿。

南網(wǎng)儲能公司廣蓄倉庫項目

該項目位于廣州市從化區(qū)，至今已使用20多年。面臨自動化、信息化程度低、日常物資盤點領(lǐng)用管理工作強(qiáng)度大、效率低、存儲空間不足、物資品類多、規(guī)格復(fù)雜以及空間利用率低等運營痛點。為深入貫徹落實南方電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型及“數(shù)字電網(wǎng)”建設(shè)要求，滿足電網(wǎng)新形勢下的智能倉儲需求，南網(wǎng)儲能攜手京東物流對現(xiàn)有倉庫進(jìn)行升級改造，共同建設(shè)南網(wǎng)目前唯一一座電廠智能倉庫。

根據(jù)京東物流發(fā)布的資料顯示，為了更好提升該項目的倉內(nèi)空間利用率，在進(jìn)行現(xiàn)場測量與規(guī)劃后，京東物流通過投入使用堆垛機(jī)、智能升降貨柜、料箱AGV等智能設(shè)備對其進(jìn)行了一系列軟硬件改造升級，最大程度利用場地空間，建設(shè)超萬個儲位，儲位最高可放置重量達(dá)1000kg的物資。同時，京東物流還全面利用人臉識別技術(shù)，語音播報、燈光指引、智能墨水屏、重力式感應(yīng)貨架等硬件，部署智能軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)24小時無人化值守，提高領(lǐng)料效率，確保安全生產(chǎn)。

廣儲智能倉的多設(shè)備協(xié)同作業(yè)

在提升倉庫空間利用率的基礎(chǔ)上，該智能倉應(yīng)用了南方電網(wǎng)公司統(tǒng)一建設(shè)的倉庫管理系統(tǒng)（WMS），與京東物流的倉庫控制系統(tǒng)（WCS）深度融合，并配合京東物流3D SCADA系統(tǒng)、RFID射頻等創(chuàng)新技術(shù)，達(dá)成多設(shè)備協(xié)同作業(yè)和倉儲場景一站式實時監(jiān)控，打通出入庫、分類存儲的倉儲流程，實現(xiàn)物資自動出入庫、自動存儲、自動盤點、自動移庫、異常出庫報警等功能，并通過對存儲物資數(shù)據(jù)的實時追蹤共享，保證物資數(shù)據(jù)的同步性、一致性、準(zhǔn)確性和可追溯性，降低人員工作強(qiáng)度，大幅提高作業(yè)效率。

在抽水蓄能數(shù)字化升級的過程中，與電力物資的物流和供應(yīng)鏈管理提出更高要求。因此，隨著抽水蓄能行業(yè)發(fā)展，未來將有更多智能倉項目在全國落地，各類自動化、智能化物流裝備與技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，這也將為相關(guān)技術(shù)及解決方案供應(yīng)商帶來新的市場機(jī)會。

———— 物流技術(shù)與應(yīng)用 ————

編輯、排版：羅丹

本文內(nèi)容源自，有刪改。

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