中國儲能網訊：每年4月，位于福建廈門的云頂山將迎來野生杜鵑花的開放期。微風過處，漫山遍野的杜鵑花燦爛如霞，在云霧的襯托下，壯麗的自然畫卷讓人驚嘆。這樣的景致，讓云頂山收獲別稱“福建的香格里拉”。
早在2012年，“云海下的杜鵑花?！本鸵呀浶∮忻麣?。彼時，云頂山尚未成為景區(qū)，但每年清明節(jié)前后，杜鵑花總能吸引數萬人前來。為了更好地利用自然資源，當地希望圍繞杜鵑花資源開發(fā)旅游項目，但交通、用地等問題影響了開發(fā)的進程，其中交通問題被認為是最大瓶頸。
因為一座抽水蓄能電站，影響旅游開發(fā)的交通問題獲得了解決。2023年10月4日，國網新源福建廈門抽水蓄能電站（以下簡稱“廈門抽水蓄能”）首臺機組發(fā)電。電站的上水庫位于云頂山，庫容為1024萬立方米，下水庫位于地勢較低的軍山，庫容1015萬立方米。連接電站上下水庫的公路成為云頂山自駕游公路的核心路段，支撐了當地基礎設施的提升和綠色休閑農旅產業(yè)的發(fā)展。
3月30日，廈門抽水蓄能3號機組在歷經15天試運行后，順利實現投產發(fā)電。目前，電站4號機組的調試工作正在同步展開，計劃今年上半年實現全部機組投產發(fā)電。屆時，這座“云海下的綠色充電寶”將在保障福建電網安全、促進新能源消納、推動區(qū)域轉型發(fā)展中發(fā)揮更加重要的作用。
建設綠色抽蓄，促進能源轉型
除了杜鵑花，分布在云頂山山脊上的風力發(fā)電機也是一景。日落時分，或紅或紫的晚霞灑落，把連綿起伏的山與佇立的風車渲染得浪漫而夢幻；夜晚來臨，風機被漫天星辰襯托得甚是壯觀，透過風機向遠處看，如果運氣足夠好，還能看到幾顆流星從天際劃過。
海拔1175.2米的云頂山是海洋暖濕氣流進入廈門的第一道天然屏障，山上的風力資源相當豐富，據測算，年平均風速為6.3米/秒，充分滿足風電場建設的需求。從2014年開始，中廣核等企業(yè)陸續(xù)在此建設風電。據不完全統計，云頂山一帶的風電項目已達到40個，裝機總容量超過25萬千瓦。
福建省內峰嶺聳峙，省內1000米以上的高山不少于350座，1800米以上的山峰有近20座。近年來，風力發(fā)電機陸續(xù)在高山上出現。陸上風電是福建近年大力發(fā)展清潔能源的縮影。據統計，“十三五”期間，全省清潔能源裝機增加1173萬千瓦，占全部新增電力裝機容量的75%。清潔能源發(fā)電裝機容量比重由2015年的49.7%提高到2020年的55.87%。截至2023年10月底，福建省清潔能源裝機容量達5027萬千瓦，占全省總裝機容量的62.6%。
不斷增加的新能源帶來波動性和隨機性，對電力系統安全穩(wěn)定造成影響。為此，國網福建電力因地制宜，借助交直流微電網、抽水蓄能等靈活資源，提高新能源發(fā)電的利用效率，保障電網安全。根據規(guī)劃，廈門抽水蓄能的總裝機容量將達到140萬千瓦，2024年4臺機組全部投產運行后，電站將充分發(fā)揮調節(jié)功能，提高供電質量。
作為福建靈活調節(jié)“資源包”的重要組成，抽水蓄能還將對未來持續(xù)增加的新能源裝機容量提供支撐。根據《福建省“十四五”能源發(fā)展專項規(guī)劃》，到2025年，福建全省電力規(guī)劃裝機容量將達8500萬千瓦，其中風電新增410萬千瓦；光伏新增300萬千瓦，清潔能源裝機比重從2020年的55.8%提高至58.5%。與此同時，國網福建電力也借助打造新型電力系統省級示范區(qū)的契機，打造東南清潔能源大樞紐，不斷提高消納能力和水平。
融合數字技術，打造智慧電站
在2023年10月召開的第24屆東亞及西太平洋電力工業(yè)協會大會上，廈門市政府提出共建“新能源產業(yè)創(chuàng)新之城”?！按蛟烊珖娋W數字化技術高地”是該市建設“新能源產業(yè)創(chuàng)新之城”的重點發(fā)展領域之一。
近年，國網福建電力推進數字技術與能源技術融合，打造閩電數智大生態(tài)，構建廣泛互聯、數據驅動、精益敏捷、開放多元的數字電網和企業(yè)新形態(tài)。
在廈門抽水蓄能的建設中，數字化技術不僅加快了工程進程，還在保證施工質量中發(fā)揮了重要作用。電站通過搭建電站全息場景，以輕量化建筑信息模型為載體進行數據集成與展示，實現電站建設過程的可視化管理。
在工程關鍵環(huán)節(jié)之一的碾壓作業(yè)環(huán)節(jié)，建設方與天津大學等高校共同研發(fā)了碾壓作業(yè)智能控制系統和壩料壓實質量智能檢測技術。這項技術借助定位導航、無線通信、超聲波探測、人工智能等，自動優(yōu)化倉面設置，自動完成碾壓，可避免操作員因熟練程度不同而產生的影響，精確控制碾壓速度、遍數、軌跡搭接寬度等參數，提高了一次碾壓合格率，減少了碾壓作業(yè)時間，降低了漏碾補碾作業(yè)的發(fā)生。
在夏季，受當地高溫、多雨天氣的影響，工程效率有所降低。借助智能控制系統，施工方使用了碾壓機無人駕駛技術，保證碾壓機行駛路徑追蹤精度達到厘米級，系統可靠度達99.9%以上，大幅提升施工效率，有效保障了大壩填筑質量和工期。
在抽水蓄能電站建成后，借助數字技術，電站可以實現更加安全可靠的運行。通過安裝傳感器和監(jiān)控系統，可以實時監(jiān)測抽水蓄能電站的各個關鍵參數，如水位、流量、壓力、溫度等。這些數據可以通過數字化平臺進行處理和分析，以提供實時的電站運行狀態(tài)和性能數據。
近年來，越來越多的抽水蓄能電站開始借助數字化技術開展智能化調度，這或將成為廈門抽水蓄能下一步的發(fā)展方向——通過分析電網的負荷情況和可再生能源的發(fā)電情況，優(yōu)化抽水蓄能電站的運行策略，最大限度地發(fā)揮電站的儲能和調峰作用。
在實現智能化調度的基礎上，抽水蓄能可以進一步成為虛擬電廠的資源提供者，或聯合其他清潔資源，形成“綠色虛擬電廠”。借助算法和通信技術，精準調節(jié)靈活性資源的潛能，發(fā)揮削峰填谷的作用。
應用自主技術，支撐綠色發(fā)展
只有快速處理大量數據，才能讓調度決策更加準確高效。因此，擁有強大計算能力的芯片對智能調度系統至關重要。除了在調度領域應用，芯片還可用于能源系統的監(jiān)測和數據采集。通過集成傳感器和通信模塊，芯片可以實時監(jiān)測能源設施的運行狀態(tài)，進行智能調度和優(yōu)化控制，以確保系統的穩(wěn)定運行。
作為抽水蓄能電站的“神經中樞”，監(jiān)控系統控制著整個電站機組的啟停和工況轉換，并在出現異常情況時自動停機和報警。但當前，國產監(jiān)控系統核心控制設備的控制器芯片仍然以進口為主，自主可控水平低。廈門抽水蓄能在芯片應用中實現了國產化——監(jiān)控系統采用基于全國產芯片研制的全自主可控510可編程邏輯控制器，主芯片采用龍芯新一代雙核處理器LS2K1000的自主國產、高性能的核心模塊，從根本上保障抽水蓄能電站長期安全穩(wěn)定運行。
供應鏈的穩(wěn)定性有助于提高企業(yè)的生產經營能力。加快國產化芯片的應用，不僅可以提高電站的安全性，也是提高電力系統安全穩(wěn)定發(fā)展的關鍵之舉。2023年9月發(fā)布的《國家發(fā)展改革委 國家能源局關于加強新形勢下電力系統穩(wěn)定工作的指導意見》明確，提高電力工控芯片、基礎軟件、關鍵材料和元器件的自主可控水平，強化電力產業(yè)鏈的競爭力和抗風險能力。
加快國產芯片應用、讓供應鏈自主可控也將有利于新質生產力的持續(xù)發(fā)展。《2024年福建省人民政府工作報告》提出，福建將加快發(fā)展新質生產力，培育壯大新一代信息技術、新能源、新材料、生物醫(yī)藥、低空經濟等戰(zhàn)略性新興產業(yè)。
作為信息技術的基石，芯片的性能和效率直接影響到新一代信息技術的應用效果和發(fā)展速度。在能源領域，芯片將推動智能化技術的發(fā)展，支持能源行業(yè)的數字化轉型和智能化升級。廈門抽水蓄能或將是一個起點，未來，更多智能化技術將隨著國產芯片的應用和推廣不斷提升，成為建設數智化堅強電網的重要力量。
（趙迪對本文亦有貢獻）
