目前,我國正在進(jìn)入能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時期,為扎實推進(jìn)落實“雙碳”目標(biāo),黨的二十大確定加快建設(shè)新型能源體系,把碳達(dá)峰、碳中和納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局,加快清潔可再生能源開發(fā)利用,著力構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源系統(tǒng)。
根據(jù)中國工程院測算,預(yù)計到2060 年我國全社會用電量將達(dá)到16 萬億~18 萬億kW·h,電能消費比重達(dá)到70%,非化石能源消費比重超過80%,清潔能源發(fā)電量比重達(dá)到90%,這就意味著能源消費結(jié)構(gòu)屆時將發(fā)生根本性改變。隨著裝備集成度、功率密度的提高,其冷卻問題將不可避免地成為技術(shù)發(fā)展的重要瓶頸。
為促進(jìn)行業(yè)交流、推動技術(shù)發(fā)展,中國水力發(fā)電工程學(xué)會清潔能源裝備冷卻技術(shù)專業(yè)委員會于2018 年底成立。專委會為清潔能源裝備研制、冷卻技術(shù)研究和設(shè)備研發(fā)制造等相關(guān)從業(yè)人員搭建了技術(shù)交流、資源共享、產(chǎn)學(xué)研協(xié)作發(fā)展的平臺,致力于持續(xù)推動“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)下的清潔能源裝備冷卻技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展。
2023 年10 月,第三屆(2023)清潔能源裝備冷卻技術(shù)論壇在西寧召開。經(jīng)過遴選,共有7篇會議論文受邀在會議中匯報和交流,其中5 篇被推薦至《水電與抽水蓄能》雜志。這5 篇論文分別從發(fā)電電動機軸承損耗分析與冷卻、蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機安裝技術(shù)與絕緣電阻測試方法的分析研究、含抽水蓄能在內(nèi)的多能互補優(yōu)化研究等方面進(jìn)行了階段研究成果的分享。
劉杰杰等人撰寫的論文《基于雙層多情景的風(fēng)光抽水蓄能混合系統(tǒng)多目標(biāo)隨機優(yōu)化研究》獨辟蹊徑,從風(fēng)光抽水蓄能混合系統(tǒng)多能互補優(yōu)化策略的實際需求入手,采用雙層多場景隨機優(yōu)化模型,以一次能源節(jié)約率、年均成本節(jié)約率以及二氧化碳減排率作為目標(biāo)函數(shù),對混合系統(tǒng)經(jīng)濟、技術(shù)以及環(huán)境性能進(jìn)行了優(yōu)化分析,得到了混合系統(tǒng)的最優(yōu)容量配置和運行策略。
歐陽寧東等撰寫的《抽水蓄能機組油槽液位與推力軸承損耗關(guān)系試驗研究》論述了一種抽水蓄能機組低損耗推力軸承系統(tǒng),通過降低推力油槽內(nèi)潤滑油的液位,減少油槽內(nèi)轉(zhuǎn)動部件的攪油損耗,最終能夠降低總損耗約30% 以上。論文以某機組參數(shù)為例,進(jìn)行了理論計算,同時開展了驗證性試驗。一致的試驗和理論計算結(jié)果證明了低損耗推力軸承設(shè)計原理的正確性。
鐘海權(quán)等撰寫的《大型水輪發(fā)電機推力軸承熱邊界層隔離降溫技術(shù)及工程應(yīng)用》則分析了熱油邊界層對推力軸承性能的影響,介紹了熱邊界層隔離降溫技術(shù)的原理、熱油隔離裝置的結(jié)構(gòu)及工程應(yīng)用效果。模擬試驗和工程應(yīng)用結(jié)果表明,熱邊界層隔離降溫裝置能夠明顯提高推力軸承承載能力,運行瓦溫可降低5 ~20K。
熊舟等人撰寫的論文《大型蒸發(fā)冷卻發(fā)電機定子繞組絕緣電阻測試及分析》提出不接屏蔽端和接屏蔽端兩種測量發(fā)電機定子繞組絕緣電阻的方法,依托三峽地下電站所安裝的2 臺700MW蒸發(fā)冷卻機組對定子繞組絕緣電阻測量試驗方法進(jìn)行了探討和分析。
藺旭東等撰寫的論文《400MW 蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機定子帶繞組整體吊裝技術(shù)應(yīng)用》則詳細(xì)介紹了發(fā)電機定子帶繞組吊裝流程,并通過有限元計算完成了定子帶繞組吊裝變形情況校核。文中所述采用蒸發(fā)冷卻技術(shù)的李家峽水電站5 號機已于近期通過72h 試運行,而文中詳細(xì)闡述的這一工藝設(shè)計也減輕了機電安裝對土建工期的依賴,對合理優(yōu)化工期極為有利。
本專題收錄的5 篇論文主題鮮明,研究成果具有重要的實際應(yīng)用指導(dǎo)價值。
科技創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力。水電作為清潔可再生能源的主力軍,必將在我國推進(jìn)實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)中當(dāng)仁不讓地繼續(xù)擔(dān)綱重任,與多種清潔能源一起共同構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。