水電工程清潔能源裝備、系統與冷卻技術研究

目前，我國正在進入能源轉型發展的關鍵時期，為扎實推進落實“雙碳”目標，黨的二十大確定加快建設新型能源體系，把碳達峰、碳中和納入生態文明建設整體布局，加快清潔可再生能源開發利用，著力構建清潔低碳安全高效的能源系統。

根據中國工程院測算，預計到2060 年我國全社會用電量將達到16 萬億～18 萬億kW·h，電能消費比重達到70%，非化石能源消費比重超過80%，清潔能源發電量比重達到90%，這就意味著能源消費結構屆時將發生根本性改變。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發展的重要瓶頸。

為促進行業交流、推動技術發展，中國水力發電工程學會清潔能源裝備冷卻技術專業委員會于2018 年底成立。專委會為清潔能源裝備研制、冷卻技術研究和設備研發制造等相關從業人員搭建了技術交流、資源共享、產學研協作發展的平臺，致力于持續推動“碳達峰、碳中和”目標下的清潔能源裝備冷卻技術創新和發展。

2023 年10 月，第三屆（2023）清潔能源裝備冷卻技術論壇在西寧召開。經過遴選，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 篇論文分別從發電電動機軸承損耗分析與冷卻、蒸發冷卻水輪發電機安裝技術與絕緣電阻測試方法的分析研究、含抽水蓄能在內的多能互補優化研究等方面進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光抽水蓄能混合系統多目標隨機優化研究》獨辟蹊徑，從風光抽水蓄能混合系統多能互補優化策略的實際需求入手，采用雙層多場景隨機優化模型，以一次能源節約率、年均成本節約率以及二氧化碳減排率作為目標函數，對混合系統經濟、技術以及環境性能進行了優化分析，得到了混合系統的最優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，通過降低推力油槽內潤滑油的液位，減少油槽內轉動部件的攪油損耗，最終能夠降低總損耗約30% 以上。論文以某機組參數為例，進行了理論計算，同時開展了驗證性試驗。一致的試驗和理論計算結果證明了低損耗推力軸承設計原理的正確性。

鐘海權等撰寫的《大型水輪發電機推力軸承熱邊界層隔離降溫技術及工程應用》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的原理、熱油隔離裝置的結構及工程應用效果。模擬試驗和工程應用結果表明，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《大型蒸發冷卻發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蒸發冷卻機組對定子繞組絕緣電阻測量試驗方法進行了探討和分析。

藺旭東等撰寫的論文《400MW 蒸發冷卻水輪發電機定子帶繞組整體吊裝技術應用》則詳細介紹了發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。文中所述采用蒸發冷卻技術的李家峽水電站5 號機已于近期通過72h 試運行，而文中詳細闡述的這一工藝設計也減輕了機電安裝對土建工期的依賴，對合理優化工期極為有利。

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用指導價值。

科技創新是引領發展的第一動力。水電作為清潔可再生能源的主力軍，必將在我國推進實現“雙碳”目標中當仁不讓地繼續擔綱重任，與多種清潔能源一起共同構建以新能源為主體的新型電力系統。