撐起“綠色全運”的,是世界級水平的中國科技
10月18日,在廣州市天河區奧林匹克體育中心,第十五屆全運會開幕式的彩排正在如火如荼地進行着。由南方電網組成的保電專班嚴陣以待,爲這場即將到來的視聽盛宴保駕護航。
22天后的11月9日,中華人民共和國第十五屆運動會,首次由廣東、香港、澳門三地聯合承辦,實現了100%綠電覆蓋的全運會場館,在這十餘天間,爲世界貢獻了一場異彩紛呈的盛會。
一場體育盛會,開啓對零碳的極致追求;一片世界級灣區,注入源源不斷的綠色動能。
“十五運”昨晚圓滿落幕,
意猶未盡之時,
小新爲您分享央視中文國際頻道《走遍中國》欄目
專題片《綠電全運 點亮灣區》,
一同重回這個綠色能源實踐的第一現場。
00後班組,AI團隊
哪些“人手”在保電一線堅守?
十五運會開幕式需要運用AR、VR、全息投影等多項技術。對於保電人員來說,絢麗的藝術效果背後是一個由5400多套燈組和1500多臺舞臺設備組成的龐大系統。對南方電網廣東廣州供電局十五運會電力保障團隊低壓運維小組北區負責人黃晟洋來說,他和同事們需要保證每一條電線裏的每一道電流都流向正確的方向。他們每天要攀高6趟,在場館頂端距地面70米高空的馬道上,檢查整個開幕式舞臺效果的運行鏈路。
隨着開幕式彩排不斷推進,電路設計幾乎每天都在變化。面對頻繁的調整,這支年輕的00後隊伍用最樸素也最可靠的方式應對——每日實地踏勘,手繪更新線路圖,直到自己變成“活地圖”。
與此同時,在場館外臨時搭建的玻璃房裏,高壓設備運維小組組長俞軍峯正在帶領高壓小組完成一次電力保障演習。
高壓小組分成兩組,模擬各類極端情況,對場館的臨時開關站與降壓箱變區進行地毯式排查,由於此次開幕式首次採用“市電+儲能”的保電模式,這個小組面臨巨大挑戰。
“我們基本上每天都會開展一次這樣的演練。市電和儲能主供,供電的路徑相對要多一些,發生故障的類型也會多一些……”面對艱鉅的任務,保電團隊進行了嚴密的部署,在賽事期間,他們總共劃分51個作戰單元,116個點位,398人,全方位堅守,同時通過數字化手段進行全方位管控,實現了5個層級的保護,末端通過UPS(不間斷電源)0秒切換,確保萬無一失。
“人”之外,在十五運會開幕式供電的核心變電站,一場人機協同的保衛戰緊鑼密鼓——由AI組成的“氫立方”團隊和供電保障人員正並肩作戰。
這支AI戰隊由機器狗、無人機和具身智能機器人組成,能“上天入地”。其中的機器狗,搭載了雙目雲臺,能夠幫助人員對設備的狀態進行監測,及時發現設備缺陷等異常情況,憑藉四足結構,輕鬆穿越臺階及一些狹窄的複雜地形;它還連接了變電站的周界監控,可以對特定區域邊界進行實時監測和預警,幫助構建變電站的立體防護。
和其他鋰電池巡檢機器人不同,“氫立方”團隊採用氫燃料電池系統,可以將35分鐘的續航能力提升到4至6小時,這同樣是本屆綠電全運的一個生動註腳。
氫動力系統所採用的氫燃料電池,能量密度是鋰電池的3倍,補氫、加氫時間大概在5分鐘。機器人在強電磁場下的工作環境中,需要克服強電磁場對它本身的影響,“氫立方”採用的是內生的輕量化的抗干擾設計,使機器人能夠在無防護的條件下於500千伏的高場強下穩定運行。
這個氫動力系統是由南方電網自主研發的。氫氣是自然界最輕的氣體,同時也是最具開發潛力的清潔能源之一,南方電網氫能研究中心這支年輕的團隊,需要尋找一種特殊金屬合金,抓住這份極致輕盈。
電弧熔煉爐,氫氣“居所”的“地產商”——特殊配比的原材料放進去之後,它可以把金屬熔鍊到一起,變成一種成分非常均勻,結構非常穩定的新型合金。它會像海綿吸水一樣吸收氫氣,十分穩定。
儲氫只是第一步。如何實現氫能與電能的高效轉換,是團隊面臨的又一難題。這片輕薄如紙的燃料電池片,成爲破題關鍵。
所有的反應都是基於這個小小的電池片來進行的。當氫氣和氧氣在上面反應的時候,產生電能,把它一層一層堆疊起來,就構成了電能轉換的核心部件“電堆”。
經過5年的探索,研究團隊取得了多項成果。他們不僅爲人工智能帶來了新動力,還發明瞭氫能應急電源車。這部電源車作爲備供電源穿梭在十五運會的各個場館之間,可以爲場館連續發電6小時。從原理探索到樣機落地,這羣年輕人用創新與實幹,爲全運會注入綠色活力。
供電保障,有數智賦能,而對賽事期間可能出現的電網風險進行快速分析和決策,國內首個多智能體協作的省級電網AI調度員“明月”,有“她”的心得。
明月連接着8個不同的AI智能體,依託成熟的大語言模型技術,通過每天學習大量電力系統知識,靈活調用不同智能體生成指令,協助處理複雜電力故障。
傳統依靠人工調度模式,需要靠人去進行海量的數據分析,處置時間長。AI調度員加入後,可以幫助同時監測到所有保供電場館的運行情況,當發生異常之後,它可以快速完成電網風險的分析,並且提供輔助決策,同時可以自主完成調整。
如果說明月是“大腦”,那麼由南方電網自主研發的國內首個電力統一物聯操作系統“電鴻”,就是貫通全域的“神經網絡”。它串聯起場館內66個智能終端,構建起精準捕捉隱患的“監測軍團”,可以將故障排查時間從幾小時壓縮至幾分鐘。
新型儲能,高可靠新模式
哪些變革正重塑賽事保供電?
近年來,南方電網持續提升網架強度,供電可靠性顯著提高。2024年廣州市停電時間邁進10分鐘,2025年1至10月全市7.2分鐘,全年預計進入8分鐘。“十五運”提出了更高的要求,即場館內所有燈光不能出現毫秒級的閃動,也就是說,連人眨眼速度百分之一的閃動都不允許出現。
面對如此大的挑戰,南方電網首次採用了“高可靠市電+新型儲能在線”主供方案,其中,規模化運用新型儲能技術成爲了本屆全運會保電方案的首創。
“新型的電化學儲能技術類似於在我們的場館周邊加了一個充電寶,大型的充電寶,來確保極端情況下供電的安全。”本屆全運會電力保障團隊信息技術及網絡安全組組長孫嘉興如是說。
新型儲能技術是中國電力領域的一項前沿成果。“十五運”開幕式雖然在廣州舉辦,儀式所使用的綠色電力卻並非全部就地產生,部分來自數千公里外的青海、雲南等地的光伏與水力發電。然而,新能源發電會隨着季節、天氣等因素波動,長距離輸電也會帶來一定的能量損耗。因此,如何高效儲存電力並實現充分消納是保電專班面臨的重要課題。
一排排白色集裝箱,就是儲能的電池倉,能將千里之外的綠電集中儲存,再進行合理調配,提升了能源利用效率和穩定性。據測算,這座儲能站可以儲存約4萬度電,可持續爲奧體中心供電超過14個小時。如開幕式表演電力保障組副組長唐傑斌所說,“……在綠色方面,因爲是市電與儲能主供,沒有柴(油)發(動機),所以我們減少了31噸的柴油使用量,減少了96噸的二氧化碳排放量。”
綠色理念,同樣浸潤於場館改造之中。廣東奧體中心曾承辦九運會、亞運會等大型賽事,歷經24年運轉,面臨設施升級與低碳轉型雙重需求。此次改造,場館的挑檐加裝上了太陽能光伏板,引入綠化藤蔓,既實現防曬降溫,又構築綠色能源體系。南方電網將光伏系統接入賽事指揮中心,保障了綠電的全額自用。此外,開幕式使用的每一度電,都擁有可溯源的“綠色身份證”。
什麼是“綠色身份證”?對南方電網廣東電網零碳經理人楊蕾來說,她要做的,就是搭建綠電使用方和生產方之間的橋樑。本屆全運會所有的比賽場館用電量預計是1.88億千瓦時,換算成“綠證”就是18.8萬張。“本次採購的綠證來源是非常廣泛的,包含了全國各個省份,最遠的有來自青海的光伏電站,減少了碳排放約16萬噸,相當於我們種植了888萬棵樹木。”
綠電,覆蓋廣州賽區的每一座場館。然而,此次賽事分散於19座城市,也爲保電工作帶來了前所未有的挑戰。南方電網又準備了哪些解決方案呢?
此次全運會在深圳設置了27個場館,承辦了包括羽毛球、游泳、馬術在內的82個小項。深圳供電局採用“保電一張圖”系統,實時對各個場館和變電站進行監控。作爲閉幕式的舉辦城市,深圳契合粵港澳聯動的主題,首次把閉幕式搬到了前海灣的歡樂劇場,這裏毗鄰香港、澳門,是連接粵港澳大灣區東西兩岸的“黃金通道”。海天爲幕,城市爲景,依託全國最大的水上舞臺,它成爲了全球首個城市實景閉幕式。
閉幕式的保電方案也採用了“市電+儲能”的方式。但,又不止於此。深圳依託歡樂劇場周邊的3座變電站,構建一個名爲“三角梅”的高可靠供電模式。
三角梅,深圳市花簕杜鵑的別稱。南方電網通過三個變電站,設置6回線路向場館供電,每兩組線路就築成了三角梅的花瓣,再通過構網型儲能站和車網互動示範站,形成“花蕊”,這樣通過10回線路向場館提供高可靠的供電保障。
三角梅的花蕊——車網互動,是深圳保電的又一創舉。深圳被稱爲“超充之城”,電動汽車不僅能作爲交通工具,更可以是移動的電力中轉站,在必要時向電網反送電力,支撐閉幕式用電。
圖中這個車網互動示範站,是國內外首次把電動汽車的反向放電用於大型活動這種極高可靠度要求的保電中,未來可以作爲能源保障的一個方式或者方案。
背靠背,手拉手
深港電網,緊密互聯
深圳不僅是創新之城,更是聯通香港的重要電力樞紐。在本屆全運會期間,深港電網實現了更加緊密的互聯互動。
這個變電站,在大灣區擁有一個特殊的位置。它首先是非常重要的深港電網聯網通道,實際上更是兩個變電站“背靠背”建設在一起的。
左手邊的高塔,送電到香港元朗,另一座高塔則是送到深圳的各個區。在香港,也有本屆全運會的比賽場館,香港本土的1/4的供電,就是由深圳這邊輸送而去。深圳電網和香港電網的一個分界點上,能看到白色的設備屬於深圳電網,而灰色的設備屬於香港電網——由上往下擰的螺絲是由深圳供電局的工程師來負責,由下往上擰的螺絲就是由香港的同行來負責,緊密相聯,“背靠背”建設,即是此意。
不過,深港之間的電力互動,並非單向輸送,而是一場高效靈活的雙向奔赴。深圳電網和香港電網在正常運行情況下,“背靠背,手拉手”,香港電有盈餘,就會給深圳送電,反之亦然,兩個電網,互聯互補,相輔相成,提升兩地供電可靠性。
從一線保電人員的默默堅守,
到無人科技的智慧賦能,
再到深港電網的同心共振,
“十五運”的保電征程,
編織出一張覆蓋粵港澳的綠色能源互聯網。
賽事終將落幕,
但中國邁向高質量發展的步伐,
正如永不停息的電流,
堅定而磅礴,
照亮前路,
也點亮未來。
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責任編輯丨程鏡睿
校對丨陳婷 劉一鳴
執行主編丨劉海草 張灝然
內容來源|央視中文國際頻道 南方電網