建設世界最大清潔能源走廊 走出三峽特色創新之路
本網訊（杜健偉）黨的十八大以來的十年，是中國水電事業高質量發展勇攀世界高峰的十年。
三峽集團承前啟后，帶動水電全產業鏈攻堅克難，實現了水電裝備自主設計、自主制造和重要材料的全國產化，走出了一條具有三峽特色的創新之路。今天的三峽集團，已通過建設運營世界最大清潔能源走廊，成為名副其實的水電原創技術“策源地”。
特色一：接續開拓發展實現“水電引領”
三峽工程建成后，三峽集團揮師西進，啟動金沙江下游梯級水電站開發建設。面對金沙江得天獨厚的水能資源，三峽集團聯合國內水電裝備設計制造企業，在水電重大技術裝備領域不斷刷新紀錄。2012年，向家壩水電站首批機組投產發電，國產機組成功實現70萬千瓦向80萬千瓦的跨越。
▲?航拍向家壩水電站? 攝影：許建
2021年6月28日，白鶴灘水電站首批100萬千瓦水輪發電機組順利投產，在引領世界水電發展征程上實現了新突破。
機組容量提升的背后，是新材料、新工藝、新設備和新技術的全面研發與應用，是貫穿設計開發、材料采購、加工生產、部件裝配、出廠驗收到機組運行維護的技術創新和管理創新。
隨著金沙江下游四座梯級電站相繼投產，我國水電重大裝備實現跨越式發展。三峽集團突破并掌握了70萬千瓦至100萬千瓦水輪發電機組研制核心技術，目前全球大于70萬千瓦水輪發電機組全部在三峽集團。
▲?白鶴灘左岸地下電站全景? 攝影：趙健
“三峽集團通過聯合攻關、標準制定、協同研發，引領中國水電全產業鏈實現自主設計、自主制造、自主知識產權和重要原材料的全國產化，填補了國內外相關領域的空白，實現了從‘中國制造’到‘中國創造’的轉變，使我國水電裝備制造技術跨入世界領先地位。”中國工程院院士、三峽集團原總工程師張超然這樣評價水電機組國產化歷程。
國產化機組裝機容量節節攀升的同時，我國拱壩建造也進入了“智能”時代。
在白鶴灘工程建設管理中心，工作人員用鼠標輕輕一點，關于大壩的全部信息就出現在大屏之上。
大壩施工期間，一個集成BIM、物聯網、大數據等前沿信息技術的系統，通過埋設在大壩身體里的上萬支監測儀器，24小時不間斷地采集澆筑進度、混凝土溫度、環境溫度、濕度等數據，并根據大壩需要采取相應措施，確保大壩時刻處于最“舒適”的狀態。
早在溪洛渡大壩建造時，三峽集團就創新建立了一套全過程、全方位、全生命周期的仿真系統，溪洛渡大壩一旦出現“頭疼腦熱”，便能及時準確地“匯報病情”，為技術人員“對癥下藥”提供依據。
烏東德、白鶴灘在溪洛渡智能建造的基礎上更進一步，為傳統建造行業的數字化、智能化提供了“三峽樣板”。
特色二：串珠成鏈勇當產業鏈“鏈長”
2017年4月，白鶴灘大壩的第一倉混凝土抵達倉面。1510天后，一座最大壩高289米、壩頂弧長709米的巨型建筑屹立在金沙江上。
▲?航拍白鶴灘水電站大壩上下游面形象? 攝影：謝雷
構成這座雄偉大壩的是一種名為“低熱水泥混凝土”的材料，它能有效降低混凝土的最高溫度，提高混凝土抗裂安全能力。
雖然低熱水泥混凝土優點眾多，卻由于國內外建造行業對它的發熱規律和后續養護措施掌握不夠充分，屬于它的大規模應用場景始終沒有到來。直到烏東德、白鶴灘水電站的建設，低熱水泥混凝土才迎來了“主角”時刻。
“三峽集團率先在烏東德、白鶴灘特高拱壩全壩采用低熱水泥混凝土新技術，為建造包括‘無縫大壩’在內的混凝土工程提供了重要的技術支撐。”張超然院士介紹說。
為了建設“無縫大壩”等優質混凝土工程，三峽集團踏出了關鍵一步。三峽集團聯合相關企業和科研單位，首次制定了水工混凝土低熱水泥技術標準，形成了一整套低熱水泥混凝土施工工法和工藝，研發出相配套的溫控防裂技術，為低熱水泥混凝土大規模推廣運用創造了條件。
隨著烏東德、白鶴灘兩座大壩的建成，低熱水泥混凝土的優點不斷顯現，與之配合的各種施工方案得到了優化和驗證，開創了高拱壩大體積溫控防裂的新途徑，“無壩不裂”這一困擾水電行業多年的難題成為了歷史。
▲?航拍烏東德大壩? 攝影：許健
兩座巨型水電站對低熱水泥混凝土的龐大需求量，帶動了相關廠商原材料供應鏈技術發展，提升了產品質量以及供應能力。對低熱水泥混凝土的研究和運用，打通了創新鏈和產業鏈的最后一公里。
低熱水泥混凝土規模化應用是近年來三峽集團“研有所用”的一個縮影。在烏東德、白鶴灘建設過程中，三峽集團攜手主體設計院、相關參建單位及生產廠商，實現了國產800Mpa高強鋼首次大規模運用、550kV特大容量組合式變壓器的核心部件——高磁感取向硅鋼片國產化等重大突破。通過新材料、新技術、新標準的研發應用，三峽集團在形成大水電建造和運營核心技術的同時，帶動了全產業鏈發展。
特色三：深入世界水電“無人區”
“總裝機容量達7169.5萬千瓦，占全國水電裝機總量的近19%，是長江流域防洪安全、航運安全、生態安全、水資源安全和能源安全的基石。”張超然這樣評價世界最大清潔能源走廊。
建設好、運營好世界最大清潔能源走廊，是三峽集團的使命。黨的十八大以來，三峽集團積極發揮科技創新主力軍作用，在建設運營世界最大清潔能源走廊的征途中，以解決實際問題為導向，深入世界水電“無人區”，開展全過程創新，不斷夯實中國水電的世界引領地位。
金沙江下游有著豐富的水能資源，也有著復雜的地質條件，想要在這里建好四座巨型水電站，需面對一系列世界級難題。
溪洛渡水電站地下洞室群開挖量足足有874萬立方米，曾是已建水電站的世界之最，在不到1平方公里內有近百條洞室縱橫交錯。如此巨大的地下洞室在開挖過程中稍有不慎，就可能引起巖體開裂破壞甚至塌方，影響施工和后期運行安全。
▲ 航拍溪洛渡水電站? 攝影：謝雷
三峽集團首創地下洞室群圍巖穩定、變形控制實時監測與反饋分析系統，利用監測數據，進行分析研究，用電腦來模擬巖體的應力、變形等特性，從而判斷巖體當前和長期的穩定性。
在建設過程中，三峽集團提出了地下洞室開挖與支護精細化、個性化的成套施工技術和標準化工藝工法，針對不同部位和不同的應力條件，采取不同的施工手段。
“監測成果表明，溪洛渡地下洞室群圍巖穩定、安全可靠。”張超然說。
針對巨型地下洞室群圍巖變形與穩定控制的成套技術，經過規模更大、地質條件更復雜的白鶴灘地下洞室群建設，得到進一步驗證與提升。
近年來，傳統能源行業紛紛開始數字化轉型，三峽集團積極利用現代信息技術，為世界最大清潔能源走廊高效發揮發電、防洪、航運等綜合效益提供了數字化方案。
在三峽集團運營的水電站里，總能看見這樣的工作場景，技術人員只需使用手機或平板，就能完成包括設備維護管理、運行調度管理、安全可靠性監測、文檔管理在內的各項任務。
便捷的工作流程源于三峽集團研發的電廠運行管理信息系統（ePMS)。ePMS是一個協同、集成的電力生產經營管理信息化應用平臺，實現了在同一套應用系統里對多個電站電力生產管理活動的集中管理，用數字化手段實現了電力生產“精益運行、精心維護、精確調度”。隨著ePMS的廣泛運用和不斷優化，三峽集團不僅保障了流域梯級樞紐安全穩定高效運行，更是創造了人均運營5萬千瓦水電裝機的世界紀錄。
三峽集團面向世界最大清潔能源走廊，走出了一條以國家重大工程項目為載體，以解決建設運營中的實際問題為導向，以產學研用一體化發展為紐帶，以資金等要素投入為保障，提供首臺首套應用場景，最終推動重大裝備和關鍵核心技術國產化的三峽特色創新之路。這條創新之路結下的累累碩果，正為綠色中國帶來澎湃電力，不斷鞏固著中國水電的世界引領地位。
編輯：喻清卿 萬紫薇 楊思恒