在近日舉辦的“未來巨型水輪發(fā)電機(jī)組論壇”上，業(yè)內(nèi)專家齊聚共話發(fā)展成就、破解技術(shù)難題、展望未來路徑，為水電行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展注入新動(dòng)能。

業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，我國水電在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中的使命正不斷重塑，通過技術(shù)創(chuàng)新與模式革新，中國水電必將持續(xù)引領(lǐng)全球清潔能源發(fā)展。

規(guī)模與技術(shù)領(lǐng)跑全球

經(jīng)過數(shù)十年深耕，中國水電在裝機(jī)容量、核心技術(shù)、工程建設(shè)等領(lǐng)域均確立全球領(lǐng)先地位。中國工程院院士舒印彪表示，截至今年10月，我國水電裝機(jī)已達(dá)4.4億千瓦，連續(xù)多年保持世界第一，是第二巴西的三倍。從三峽工程70萬千瓦機(jī)組到白鶴灘100萬千瓦機(jī)組，中國水電單機(jī)容量不斷刷新世界紀(jì)錄，形成了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大容量水電機(jī)組設(shè)計(jì)、制造、安裝和運(yùn)行技術(shù)體系和標(biāo)準(zhǔn)體系。

在工程技術(shù)領(lǐng)域，中國水電更是攻克多項(xiàng)世界級(jí)難題。中國工程院院士張宗亮指出，我國在高壩建設(shè)、地下工程、泄洪消能等方面取得卓越成就，世界已建最高的十座混凝土拱壩、十座混凝土重力壩、十座心墻堆石壩、十座面板堆石壩中，中國分別占據(jù)5座、5座、3座、4座。我國在300米級(jí)高混凝土拱壩、200米級(jí)混凝土重力壩、300米級(jí)高土心墻石壩、250米級(jí)高混凝土面板堆石壩等高壩工程技術(shù)上居于世界領(lǐng)先地位。如今，我國已全面建成世界最大清潔能源走廊，推動(dòng)中國水電裝備實(shí)現(xiàn)從“中國制造”到“中國創(chuàng)造”的飛躍。

智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型正為水電行業(yè)注入新活力。清華大學(xué)校務(wù)委員會(huì)副主任王巖表示，巨型水輪發(fā)電機(jī)組作為水電領(lǐng)域集大成之高端技術(shù)裝備，推動(dòng)其向更大容量、更智能靈活、更環(huán)境友好的方向演進(jìn)，是我們面向未來、應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的共同使命。清華大學(xué)教授王正偉認(rèn)為，多場耦合分析為代表的前沿技術(shù)路徑，正深刻重塑水電機(jī)組的設(shè)計(jì)邏輯邊界，未來水電建設(shè)要加強(qiáng)全域全三維多場耦合計(jì)算預(yù)測技術(shù)在工程設(shè)計(jì)、建設(shè)中的應(yīng)用。

中國水利水電第四工程局有限公司副總經(jīng)理吉振偉介紹，正聯(lián)合清華大學(xué)研發(fā)數(shù)字化模擬培訓(xùn)平臺(tái)，將水電設(shè)備安裝流程虛擬化。“職工可通過分級(jí)模擬訓(xùn)練，熟練掌握操作技能后再上崗實(shí)操，預(yù)計(jì)3年內(nèi)完成研發(fā)并投入使用”。此外，三維激光跟蹤測量技術(shù)、智能組裝技術(shù)、精密安裝環(huán)境控制技術(shù)等新技術(shù)已在白鶴灘等工程中應(yīng)用，各類新技術(shù)的應(yīng)用，使巨型轉(zhuǎn)子的圓度達(dá)到0.6毫米以內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子零配重投運(yùn)，大幅提升了機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性。吉振偉透露，未來水電行業(yè)將推動(dòng)三維激光測量技術(shù)從雙人配合向頭戴式單人操作升級(jí)，并構(gòu)建廠房三維可視化巡查系統(tǒng)，提前發(fā)現(xiàn)各類問題并優(yōu)化。

水電價(jià)值重塑與機(jī)遇凸顯

隨著以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)加速構(gòu)建，水電的戰(zhàn)略定位從傳統(tǒng)電能供應(yīng)者向“穩(wěn)定器”“調(diào)節(jié)器”多重角色轉(zhuǎn)變。

舒印彪強(qiáng)調(diào)，水電具有較大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)提供頻率穩(wěn)定支撐，是保障系統(tǒng)安全運(yùn)行的核心資源。在新能源大發(fā)時(shí)段，水電可通過調(diào)峰調(diào)頻、事故備用等功能平抑波動(dòng)；在枯水期或極端天氣下，抽水蓄能可實(shí)現(xiàn)“削峰填谷”，轉(zhuǎn)換效率較高，成本僅為電化學(xué)儲(chǔ)能的40%，且能提供日、周甚至季節(jié)性調(diào)節(jié)能力。

張宗亮表示，未來抽水蓄能將成為水電行業(yè)新的增長極。我國抽水蓄能站點(diǎn)資源豐富，中長期發(fā)展規(guī)劃納入的站點(diǎn)資源總量達(dá)8.23億千瓦，加上常規(guī)水電存量基礎(chǔ)，發(fā)展前景廣闊。三峽建工集團(tuán)本月底即將投產(chǎn)的浙江天臺(tái)抽水蓄能首臺(tái)機(jī)組，標(biāo)志著我國高水頭大容量抽水蓄能技術(shù)邁上新臺(tái)階。舒印彪提出，要因地制宜規(guī)劃建設(shè)中小型分布式抽蓄電站，力爭到2030年，全國抽蓄裝機(jī)達(dá)到1.2億千瓦。

在業(yè)內(nèi)看來，多能互補(bǔ)模式為水電發(fā)展開辟了新路徑。中國水利水電科學(xué)研究院副院長蔣云鐘指出，水電與新能源的深度融合是產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命的核心引擎，通過跨流域、跨區(qū)域、跨季節(jié)聯(lián)合調(diào)度，可實(shí)現(xiàn)水能資源與新能源的優(yōu)化配置，提升可再生能源整體利用效率。

產(chǎn)學(xué)研協(xié)同破解發(fā)展難題

“十五五”時(shí)期，我國水電建設(shè)將面對(duì)高寒高海拔建設(shè)、核心技術(shù)攻堅(jiān)、數(shù)字化轉(zhuǎn)型等挑戰(zhàn)，業(yè)內(nèi)一致認(rèn)為，需依托新型舉國體制，深化產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新，推動(dòng)水電行業(yè)向更高質(zhì)量、更智能、更綠色方向發(fā)展。

一是強(qiáng)化流域梯級(jí)調(diào)度與跨流域互補(bǔ)。舒印彪建議，加強(qiáng)流域梯級(jí)調(diào)度，加強(qiáng)跨流域補(bǔ)償調(diào)節(jié)能力分析，優(yōu)化大電網(wǎng)統(tǒng)籌調(diào)度策略，探索在不同流域間建設(shè)調(diào)蓄水庫群、引水通道等，實(shí)現(xiàn)跨流域水電資源的互補(bǔ)調(diào)節(jié)。

二是突破核心裝備與關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。張宗亮強(qiáng)調(diào)，未來要聚焦20萬千瓦以上變速抽蓄機(jī)組、沖擊式水輪機(jī)組等核心裝備國產(chǎn)化，攻克幾何建模引擎、約束性算法等“卡脖子”問題，打造國產(chǎn)BIM設(shè)計(jì)平臺(tái)和數(shù)據(jù)模擬軟件。舒印彪補(bǔ)充，需加快高水頭、大容量、變速抽蓄技術(shù)研發(fā)，推動(dòng)常規(guī)水電蓄能改造，提升裝備供應(yīng)鏈韌性。

三是深化數(shù)字化與智慧水電建設(shè)。張宗亮提出，要構(gòu)建覆蓋水電建設(shè)、運(yùn)維全生命周期的數(shù)字化體系，重點(diǎn)推進(jìn)智慧工地、智慧電站建設(shè)，研發(fā)水電行業(yè)大模型，實(shí)現(xiàn)施工全工序智能化。中國科學(xué)院院士張楚漢強(qiáng)調(diào)，必須全方位打造安全、優(yōu)質(zhì)、高效、環(huán)保且智能的水電工程。

四是創(chuàng)新水風(fēng)光一體化開發(fā)模式。蔣云鐘建議，“十五五”時(shí)期，我國要提升水風(fēng)光資源勘測、出力預(yù)測能力，創(chuàng)新一體化運(yùn)行管理模式，探索水電與新能源聯(lián)合制氫、抽蓄與制氫耦合等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多時(shí)空尺度互補(bǔ)調(diào)節(jié)。

展望未來，中國水電行業(yè)正迎來從規(guī)模擴(kuò)張向高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵轉(zhuǎn)型期。正如中國水利水電第四工程局有限公司黨委書記、董事長龐旭所指出的，水電行業(yè)發(fā)展的核心在于夯實(shí)人才基礎(chǔ)，這亦是整個(gè)水電行業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。

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