三峡工程科技创新成果显著 筑牢长江安澜防线赋能高质量发展

问题:长江流域水系复杂、汛期洪水过程多变,叠加极端天气事件增多,防洪安全与精准调度面临更高要求;与此同时,作为国家重要清洁能源基地,大型水电站需在高负荷运行中保持设备长期稳定,运维风险与管理成本上升。

如何在“防洪第一、综合效益最大化”的约束下,实现更高水平的安全、效率与自主可控,成为三峡工程高质量运行必须回答的课题。

原因:一方面,长江中下游人口密集、产业集中,防洪标准提升对工程调度精度、预报时效和协同能力提出更高门槛;另一方面,水电站设备体系高度集成,控制系统、关键部件与软件算法的可靠性直接关系机组安全稳定。

一旦核心设备依赖度较高或更新迭代受限,将影响电站运行韧性和应急处置效率。

此外,传统运维长期依赖人工巡检与经验判断,面对机组规模大、运行工况复杂的现实,亟需以数据驱动方式将经验沉淀为可复制、可验证的工程能力。

影响:在防洪方面,三峡工程作为长江治理的关键骨干工程之一,通过拦洪、削峰、错峰等手段显著提升荆江河段防洪保障能力,为江汉平原、洞庭湖地区等重点区域增添安全冗余。

来自工程运行管理部门的信息显示,自2003年至2024年,三峡工程累计拦洪近70次、拦洪总量超过2200亿立方米,尤其在2020年有效应对多次洪峰过程,减少人员转移压力与耕地受淹风险,防洪减灾效益持续显现。

这不仅关系沿江群众生命财产安全,也为流域经济社会稳定运行提供了底线支撑。

在发电与能源保障方面,三峡电站总装机容量达2250万千瓦,年设计发电量882亿千瓦时,是我国“西电东送”“南北互供”的重要电源点之一。

随着电力系统对清洁能源消纳、调峰调频和稳定支撑能力需求提升,三峡电站的运行管理从“规模优势”向“质量优势”加速转型。

通过数据平台建设、监测数据整合与智能算法应用,电站将多年诊断经验转化为可计算、可预警的模型能力,实现设备异常的超前识别;数字孪生平台与远程智能操作系统的落地,使关键环节实现实时监测与闭环管理,减少人为误差与作业风险,提升运行效率与管理精度。

对策:围绕“看得见、算得准、控得稳、修得快”的目标,三峡工程近年来在调度与运维两端同步推进系统性升级。

其一,以预报预警牵引科学调度。

依托长江水雨情预测预报,统筹防洪形势与水库运行,强化与上游库群协同配合,在关键时段实现更精细的拦洪与错峰。

这种“预测—决策—执行—评估”的闭环调度模式,推动防洪从经验型向数据支撑型转变。

其二,以数字化驱动运维变革。

电站构建智能化运行管理体系,打通历史数据与实时数据壁垒,形成统一的数据底座与在线诊断能力;同时研发并应用特种作业、智能巡检、智慧仓储等装备与系统,在高风险场景中以机器替代部分人工,在高频次任务中以自动化提升效率,降低安全风险与综合成本。

其三,以关键技术突破提升自主可控能力。

在高性能控制器等关键领域,电站通过跨学科攻关、仿真模拟与极端环境验证等手段,推进核心系统升级替代。

相关负责人介绍,攻关团队历经多轮严苛测试,排查并修复多项软硬件缺陷,突破关键瓶颈,推动工控系统升级改造落地,增强机组抗风险能力与运行可靠性。

控制系统作为电站“中枢”,其稳定性直接决定机组自动化水平与应急处置能力,国产化替代与软件优化的叠加效应,有助于把关键环节牢牢掌握在自己手中。

前景:从更长周期看,三峡工程的技术演进具有示范意义。

一是面向极端天气和流域系统性风险,未来防洪调度将更强调跨区域、跨工程的协同与滚动优化,需要更高精度的气象水文耦合模型和更可靠的数据链路支撑;二是面向新型电力系统建设,水电站不仅要“多发电”,更要“发好电、稳电网”,在调峰、备用与频率支撑方面发挥更主动作用,这对机组控制、状态评估与快速响应提出更高要求;三是面向产业升级,关键控制系统与核心部件的持续迭代将推动产业链协同创新,促进标准化、模块化和工程化能力提升。

业内人士认为,随着数字孪生、边缘计算与智能装备进一步成熟,三峡运行管理有望从“智能辅助”迈向“智能自治”,在安全边界可控的前提下实现更高水平的自动化决策与风险预判。

三峡工程的创新发展之路,是我国科技自立自强的生动缩影。

从防洪调度的精准化到发电运维的智能化,从工控系统的国产化到全流程管理的数字化,三峡工程正在用科技创新诠释"大国重器"的深刻内涵。

这些突破不仅提升了三峡工程本身的运行效能,更为我国水利工程、能源工程的高质量发展提供了可借鉴的经验。

面向未来,继续深化科技创新,加强关键核心技术攻关,将进一步推动我国水电产业向更高水平迈进,为实现高水平科技自立自强、建设科技强国作出更大贡献。