水电工程清洁能源装备、系统与冷却技术研究

目前，我国正在进入能源转型发展的关键时期，为扎实推进落实“双碳”目标，党的二十大确定加快建设新型能源体系，把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局，加快清洁可再生能源开发利用，着力构建清洁低碳安全高效的能源系统。

根据中国工程院测算，预计到2060 年我国全社会用电量将达到16 万亿～18 万亿kW·h，电能消费比重达到70%，非化石能源消费比重超过80%，清洁能源发电量比重达到90%，这就意味着能源消费结构届时将发生根本性改变。随着装备集成度、功率密度的提高，其冷却问题将不可避免地成为技术发展的重要瓶颈。

为促进行业交流、推动技术发展，中国水力发电工程学会清洁能源装备冷却技术专业委员会于2018 年底成立。专委会为清洁能源装备研制、冷却技术研究和设备研发制造等相关从业人员搭建了技术交流、资源共享、产学研协作发展的平台，致力于持续推动“碳达峰、碳中和”目标下的清洁能源装备冷却技术创新和发展。

2023 年10 月，第三届（2023）清洁能源装备冷却技术论坛在西宁召开。经过遴选，共有7篇会议论文受邀在会议中汇报和交流，其中5 篇被推荐至《水电与抽水蓄能》杂志。这5 篇论文分别从发电电动机轴承损耗分析与冷却、蒸发冷却水轮发电机安装技术与绝缘电阻测试方法的分析研究、含抽水蓄能在内的多能互补优化研究等方面进行了阶段研究成果的分享。

刘杰杰等人撰写的论文《基于双层多情景的风光抽水蓄能混合系统多目标随机优化研究》独辟蹊径，从风光抽水蓄能混合系统多能互补优化策略的实际需求入手，采用双层多场景随机优化模型，以一次能源节约率、年均成本节约率以及二氧化碳减排率作为目标函数，对混合系统经济、技术以及环境性能进行了优化分析，得到了混合系统的最优容量配置和运行策略。

欧阳宁东等撰写的《抽水蓄能机组油槽液位与推力轴承损耗关系试验研究》论述了一种抽水蓄能机组低损耗推力轴承系统，通过降低推力油槽内润滑油的液位，减少油槽内转动部件的搅油损耗，最终能够降低总损耗约30% 以上。论文以某机组参数为例，进行了理论计算，同时开展了验证性试验。一致的试验和理论计算结果证明了低损耗推力轴承设计原理的正确性。

钟海权等撰写的《大型水轮发电机推力轴承热边界层隔离降温技术及工程应用》则分析了热油边界层对推力轴承性能的影响，介绍了热边界层隔离降温技术的原理、热油隔离装置的结构及工程应用效果。模拟试验和工程应用结果表明，热边界层隔离降温装置能够明显提高推力轴承承载能力，运行瓦温可降低5 ～20K。

熊舟等人撰写的论文《大型蒸发冷却发电机定子绕组绝缘电阻测试及分析》提出不接屏蔽端和接屏蔽端两种测量发电机定子绕组绝缘电阻的方法，依托三峡地下电站所安装的2 台700MW蒸发冷却机组对定子绕组绝缘电阻测量试验方法进行了探讨和分析。

蔺旭东等撰写的论文《400MW 蒸发冷却水轮发电机定子带绕组整体吊装技术应用》则详细介绍了发电机定子带绕组吊装流程，并通过有限元计算完成了定子带绕组吊装变形情况校核。文中所述采用蒸发冷却技术的李家峡水电站5 号机已于近期通过72h 试运行，而文中详细阐述的这一工艺设计也减轻了机电安装对土建工期的依赖，对合理优化工期极为有利。

本专题收录的5 篇论文主题鲜明，研究成果具有重要的实际应用指导价值。

科技创新是引领发展的第一动力。水电作为清洁可再生能源的主力军，必将在我国推进实现“双碳”目标中当仁不让地继续担纲重任，与多种清洁能源一起共同构建以新能源为主体的新型电力系统。