近日,由國家能源集團牽頭,中國華能集團、中國華電集團、華北電力大學等單位共同完成的“自主可控智能發電控制系統”項目通過中國電機工程學會和中國自動化學會組織的成果鑒定,整體技術達到國際領先水平,標志著我國工業控制領域核心技術攻關取得重大突破。
自主研發 破除技術壁壘
“通過‘大兵團’作戰,大家用十年時間實現了我國發電控制系統從技術研發到產業化應用的全鏈條創新,真正做到了自主可控。”中國工程院院士劉吉臻表示。
2016年,國務院印發《關于深化制造業與互聯網融合發展的指導意見》,吹響了從“中國制造”向“中國智造”轉型的號角。彼時,我國發電量連續多年穩居世界第一,但被譽為電廠運行“神經中樞”的分散控制系統(DCS)仍長期依賴進口。為破解這一困局,劉吉臻院士奔走呼吁,最終“智能發電”被國家能源局列入《電力發展“十三五”規劃》,發電控制系統自主化攻堅戰正式打響。
研究初期,“智能發電”領域無先例可循,多家中央企業和科研單位勇擔“國之大者”,積極開展相關領域的布局。其中,國能智深控制技術有限公司(以下簡稱“國能智深”)以此為契機走上了一條自主創新的科研之路。
十年攻堅,一朝破壁。通過聯合攻關與自主研發,項目團隊首創了“自主可控智能發電控制系統”,攻克了智能發電成套控制算法與優化決策關鍵技術,實現了電力生產控制區內數據、算法、算力的高效組織調度和彈性擴展。
“‘自主可控智能發電控制系統’通過智能控制與運行、智能監測與分析、智能安全管控,達到無人巡檢、少人值班、精準控制、自主趨優和安全可控的目標。同時,還具有良好的開放性,適用于各類大型復雜的工業過程控制場景。”國能智深黨委書記、董事長鐘震介紹。
全鏈發力 構建新型智能發電體系
自問世以來,該系統先后在300余臺機組上成功投運,控制對象涵蓋火電、水電及新能源等不同場景,推動了我國發電控制技術的智能化升級,構建起完整的智能發電技術標準體系,并取得顯著的經濟、社會和環境效益。
在國能內蒙古上海廟電廠,該系統實現全棧國產化突破,軟件、硬件國產化率達到100%,徹底突破了工控領域“卡脖子”難題。同時,全面兼容信創國產化體系,構建起“芯片﹢操作系統”全自主工控產業鏈,為行業自主化發展樹立標桿;系統性能實現躍升式突破,實時數據存儲規模提升10倍以上,檢索速率提升20倍以上,可支持不少于35種發電智能計算、65種數據分析和20種主流機器學習算法;安全方面突破了傳統的被動邊界防護模式,內生免疫功能資源占用率不超過5%,縱深防護延遲時間減少50%。
在國能河北定州發電廠,“自主可控智能發電控制系統”成為燃煤發電過程的“最強大腦”。該系統通過深度解析和挖掘海量數據,實現制粉系統全自動啟停、燃燒優化、故障容錯等原創核心功能,并成功完成168小時“無人值守”不間斷運行測試。數據顯示,日均操作量從4200次降至249次,為發電企業年增效益超1900萬元,實現“減操作、增效能”的雙重突破。
“項目研發過程中,我們實現了從技術研發到產業化應用的全鏈條創新:首次提出并研究建立了智能發電控制體系架構與理論方法;研制了全國產智能發電控制系統裝備及系統軟件;首創了智能發電控制系統安全防御體系;首次實現了大型燃煤火電機組全程近零操作運行……”國能智深黨委委員、副總經理張東明表示。
“自主可控智能發電控制系統”的成功是立足國家能源安全及能源轉型重大戰略需求,聚焦發電過程控制系統自主化和智能化技術開展的系統性創新研究,也是以“自主可控—主動防御—智能決策”為總體思路,構建新型智能發電體系架構的大膽實踐。
關于未來,中國科學院院士王秋良對項目團隊抱有更大期許:“‘自主可控智能發電控制系統’僅是一個開始,大家要繼續在電力科技自主創新的征途上披荊斬棘,讓發電控制系統真正擁有‘中國腦’。”