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东方电机 | 打造更多超级“充电宝”,更好服务“双碳”目标!

发布时间: 2023-12-13

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抽水蓄能是当今世界最公认的最安全、最稳定、最成熟、最环保、最经济的储能方式,具有储能容量大、储放效率高、运行灵活、反应迅速等特点,能与新能源形成良好互补。

推动抽水蓄能产业发展,是构建以新能源为主体的新型电力系统的迫切需求,是实现“双碳”目标的必然选择。

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长龙山抽水蓄能电站风光 

抽水蓄能电站就是在山上山下建设两个水库,在用电低谷时用富余的电把山下的水抽到山上将电能转化为水的势能,在用电高峰时放水发电,将水的势能转化为电能,相当于一个巨型“充电宝”,可以作为电网的稳压器、清洁能源的储存器。

抽水蓄能机组被誉为水电设备领域“皇冠上的明珠”,其研发和制造,是水力发电行业最复杂、最难啃的“硬骨头”。能否研制抽蓄机组是衡量水电设备供应商科技水平的一项关键指标。

把关键核心技术掌握在自己手里

引领中国抽水蓄能装备站在第一梯队

东方电气集团东方电机有限公司(简称:东方电机)成立于1958年,是中国大型发电设备研究、设计、制造的骨干企业,是全球清洁能源装备和服务的主要供应商。

东方电机通过60多年的自主创新和科研攻关,形成了“水、火、核、气、风、光”“多电并举”的产业发展格局。 

截至目前,东方电机清洁能源产业占比达90%,累计产出发电装备近6亿千瓦,产品遍布中国31个省、市、自治区,出口到美国、印度、越南、巴基斯坦、巴西、委内瑞拉、埃塞俄比亚等36个国家和地区。研制的发电装备约占中国总装机容量1/4,中国每4度电就有1度源于东方电机的装备。

在抽水蓄能领域,东方电机是国内首个同时具备抽水蓄能机组研制和调试能力的发电设备制造企业,机组容量覆盖40兆瓦至425兆瓦,机组水头涵盖63至756米。

把关键核心技术掌握在自己手里,从来不是轻轻松松敲锣打鼓就能完成的。

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大型清洁能源装备重型制造数字化车间

抽水蓄能机组球阀制造

上世纪90年代,东方电机开始研发抽水蓄能机组,从初步参与响洪甸、天荒坪等项目分包制造,远赴重洋、请教学习,到惠州、黑麋峰等项目,再到仙游、仙居等项目实现自主研制,最后到绩溪、敦化和长龙山等项目在与国际同行同台竞技中胜出,从虚心求教到技术输出,东方电机抽水蓄能机组研制从无到有,从弱到强,走过了一段极不平凡的历程。

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仙游抽水蓄能电站地下厂房

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长龙山抽水蓄能电站厂房

三十多年来,东方电机勇攀科技高峰。抽水蓄能机组单机容量从40兆瓦到国内最大的375兆瓦,水头从27米到国内首个650米、首个712米,再到国内最高水头756米,转速从150转每分钟到500转每分钟。东方电机正是通过一步一个脚印的创新,一步一个台阶的努力,一代接着一代干的坚守和传承,将抽蓄机组指标一次又一次刷新。

近年来,东方电机在抽水蓄能领域屡创纪录,在项目实践中不断树立行业新标杆。圆满完成首个国产化抽蓄项目深蓄机组调试,由设备供应商向服务商转型;助力绩溪高水头、大容量抽蓄项目创造“一年五投六并网”行业记录;实现国内首台700米级水头段敦化抽蓄机组成功商用;将世界首台“6+6”长短叶片转轮成功应用于国内抽蓄改造项目,树立抽蓄机组技术国产化典范;研制国内最高水头长龙山抽水蓄能精品机组,挑战抽蓄机组研制极限;梅州项目创造了国内抽水蓄能机组启动调试用时最短纪录和行业抽水蓄能机组发电最快纪录;沂蒙项目实现“零配重”,创造行业新纪录......

一台台精品机组铸就一座座丰碑,一步步引领中国抽水蓄能机组核心技术实现了“领跑”的创新跨越。目前,东方电机系统构建起具有完全自主知识产权的抽水蓄能机组关键技术研发、设计、生产、安装、服务、成套、调试、改造体系,抽水蓄能机组整体研制和调试服务水平已经达到国内领先、世界一流水平。

为构建新型电力系统蓄势赋能

全力服务“双碳”目标

2021年,国家能源局发布的《抽水蓄能中长期发展规划(2021-2035 年) 》。2022年, 国家发展改革委、国家能源局联合印发通知部署加快“十四五”时期抽水蓄能项目开发建设。

《抽水蓄能中长期发展规划(2021-2035 年) 》指出,实现碳达峰、碳中和目标,构建以新能源为主体的新型电力系统,是党中央、国务院作出的重大决策部署。当前,正处于能源绿色低碳转型发展的关键时期,风、光等新能源大规模高比例发展,新型电力系统对调节电源的需求更加迫切。结合我国能源资源禀赋条件等,抽水蓄能电站是当前及未来一段时期满足电力系统调节需求的关键方式,对保障电力系统安全、促进新能源大规模发展和消纳利用具有重要作用,抽水蓄能发展空间较大。要加快建设一批生态友好、条件 成熟、指标优越的抽水蓄能电站,发展抽水蓄能现代化产业,为构建以新能源为主体的新型电力系统提供坚实保障。

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绩溪抽水蓄能电站风光

站在实现“碳达峰”“碳中和”目标的历史新起点,面对构建以新能源为主体的新型电力系统。

东方电机坚持创新驱动,着力研制具有完全自主知识产权、性能世界一流的抽水蓄能机组。在机组提质增效,满足频繁启停及快速响应的基础上,加快变转速抽水蓄能机组研发,不断提升机组运行可靠性、稳定性、灵活性。抢抓抽水蓄能发展机遇,从核心制造、工艺布局、设备资源、供应链资源、人力资源、质量管控、管理提升等方面入手,全面提升抽水蓄能产能。勇当产业链链长,依托自身数字化转型先发优势,加强数字化供应链产业链建设。到2024年具备年产40台的成套能力,到2025年末具备超过50台的成套能力,确保“十四五”期间抽水蓄能产品高质量、高效率产出。

同时,东方电机不断推进机组智慧化,以安全可靠的远程诊断分析技术,为用户提供诊断分析、维保、备件管理等全生命周期服务。开发的智慧机组可实现“自感知、自评估、自诊断、自规划、自执行”等智慧功能,为新型电力系统下发电设备保持长期安全、稳定、可持续运行提供坚实保障。

打造“超级充电宝”

服务“双碳”目标的底气何在?

底气源于系统的具有完全自主知识产权的

抽水蓄能机组技术体系

东方电机经过六十余年的技术沉淀和自主创新,并经过长龙山、敦化、沂蒙等十几个抽蓄项目的工程验证,已全面掌握了抽水蓄能机组研发、设计、工艺、制造、安装和调试的全套关键核心技术,形成了完整的抽水蓄能技术体系,为我国抽水蓄能产业发展提供了坚实的技术保障。

东方电机抽水蓄能技术体系包含水泵水轮机及进水球阀、发电发动机、电站设备成套及机组控制与整组调试等四大技术板块,包括基础技术及平台、专用软件工具、关键核心技术、工程应用业绩、知识产权布局等五个维度,包括16个大的专业方向、57项专项技术,249件专利,其中发明专利86件,实用新型专利163件。

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东方电机智能机组诊断决策系统

在关键/特色技术方面,东方电机牢牢掌握了水力研发、过渡过程分析、水泵水轮机及进水球阀、发电电动机、装备及制造、服务成套及整组调试等关键核心技术。后期,还将持续加强研发能力、制造能力、服务能力提升,为用户提供更多精品优质抽水蓄能机组。

底气源于行业领先的抽水蓄能产能布局

为打造更多超级电力“粮仓”,更好服务“双碳”目标,东方电机制定并发布了“十四五”期间抽水蓄能产能提升规划。

数字赋能方面

东方电机基于数字化设计成果,结合“十四五”抽水蓄能产能提升、核心制造规划、工艺布局调整和生产实际,针对每个生产车间的作业特点,量身定制不同的转型方案,通过以点带面整体联动的方式推进数字化车间建设。目前,东方电机建成了大型清洁能源装备重型制造数字化车间、全球首个定子冲片绿色“无人车间”、磁极“高品质+绿色”数字化车间等,全力推动数字化企业建设,赋能产品高质量高效率产出。

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机器人焊接集群

核心制造方面

东方电机对抽水蓄能机组的8个部套、27个部件、436道工序进行科学细致的界定,形成了设计工艺、供应链建设和质检策划等方面规划的规范性、指导性文件,有效保证了各个规划的统一性、完整性和前瞻性。

工艺布局方面

东方电机围绕抽水蓄能产能提升、产业发展以及数字化车间建设,以最优的工艺流程为基础,进行工艺布局调整规划,调整工艺布局,补充作业面积,在原有基础上增加抽水蓄能产品作业面积。

设备资源方面

东方电机盘活存量资源,对现有核心设备维护升级;统筹社会资源,增加瓶颈工序设备资源;规模化配置智能化、自动化、柔性化、专业化及环境友好型设备,为抽水蓄能产品高质量产出奠定设备基础。

供应链资源方面

东方电机勇当产业链“链长”,推动产业链供应链数字化转型,着力供方资源能力分析,提高主力供方质量,扩大主力供方数量;不断优化采购策略制定,在加强合作关系、调整付款方式、建立调价机制、强化供应协同等方面系统策划;打造行业示范的供应链协同平台,提升抽水蓄能产品整体产出质效。

人力资源方面

东方电机持续做好技能人才的“引培留用”,大力培养特级技师、技师及高级技师等;通过数智化的方式减少对技能人工的依赖,持续加大数智化生产方式的应用,加大焊接、铲磨、抛磨机器人的数量配置,为抽水蓄能产品高质量产出奠定人才基础。

质量管控方面

东方电机坚持建立高标准质量指标体系,强化供方质量管控,加强质量风险防范,坚持做好过程管控,加强质量改进管理,夯实产品质量基础。

管理提升方面

东方电机坚持对标世界一流企业,推进项目管理的精益化改善;优化机制,以项目计划一体化管理为抓手,推动生产计划的一体化管控;数字赋能,通过数字化营销、数字化设计等八大板块建设,实现制造管理模式的转型升级。

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敦化抽水蓄能电站风光

底气源于行业先进的抽水蓄能机组

智能化解决方案

东方电机开发的智慧机组具有全息监测、智能诊断、智能调节以及高效交互的数字化运行四个特征,可实现“自评估、自诊断、自规划、自执行、自学习”等功能,为新型电力系统下发电设备保持长期安全、稳定、可持续运行提供坚实保障。

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东方电机智能机组诊断决策系统

全息监测:针对电站用户的监测盲点、运维痛点开发的一系列在线智能监测终端,例如针对关键螺栓的应力监测、针对定子穿心螺杆绝缘监测、可更换的定子层间温度监测、针对转子结构安全性的视觉识别监测等。目前这些技术都已经陆续落地。

智能诊断:为打造发电设备智慧大脑,自主开发的一套基于工业互联网架构的机组智能诊断系统,目前已经实现了在线健康评估、典型故障诊断、实时数据监盘、专业案例资源提供等功能。

智能调节:针对设备复杂运行工况,实现设备状态跟随运行工况的智能调节、故障设备的快速退出等。包括智慧集电、智慧冷却、油质再生等产品。

高效交互的数字化运行:将以前的纸质版说明书、安装检修手册、宣传资料等,通过数字化的形式进行呈现,形成产品的安装运维标准化作业指导书及电站VR场景等,帮助用户直观感受设备运行状态及安装拆卸过程。

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敦化抽水蓄能电站风光

来源:抽水蓄能产业科技服务团。

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