文 | 本刊記者 王高峰

在長(zhǎng)期由國外廠商占據(jù)主要市場(chǎng)的電力運(yùn)行控制系統(tǒng)領(lǐng)域，國能智深通過三十多年的科研攻關(guān)，一舉實(shí)現(xiàn)了由跟跑到并跑，最終到創(chuàng)新領(lǐng)跑的巨大跨越。

在位于湖南省岳陽市華容縣的洞庭湖畔，兩臺(tái)100萬千瓦的超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組正在緊張的施工當(dāng)中。這個(gè)由國家能源集團(tuán)國華電力投資的發(fā)電廠，是華容縣有史以來單體投資最大的項(xiàng)目。項(xiàng)目建成后，對(duì)于滿足湖南省乃至中部地區(qū)電力能源需求，推動(dòng)岳陽長(zhǎng)江中游能源基地建設(shè)，都具有重要的戰(zhàn)略意義。

毫無疑問，這是一座高標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)電廠，電廠的設(shè)計(jì)與建設(shè)采用了當(dāng)下火電領(lǐng)域最為先進(jìn)的技術(shù)。而在人員配置方面，該項(xiàng)目建成后，員工總數(shù)將只有100人左右，將是我國同等裝機(jī)規(guī)模下人數(shù)最少的電廠。

事實(shí)上，之所以能實(shí)現(xiàn)“百人百萬”的人數(shù)設(shè)計(jì)，主要得益于電廠的自動(dòng)化和智能化程度，被稱為火電機(jī)組“大腦”和“神經(jīng)中樞”的運(yùn)行控制系統(tǒng)，是火電廠實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化和少人值守的關(guān)鍵。而岳陽國華電廠的運(yùn)行控制系統(tǒng)，將由國內(nèi)最早開展電站分散控制系統(tǒng)（英文簡(jiǎn)稱：DCS）和控制技術(shù)研發(fā)、最先實(shí)現(xiàn)DCS國產(chǎn)自主化打破國外壟斷的國能智深控制技術(shù)有限公司（下稱“智深公司”）提供。

在上個(gè)世紀(jì)，中國電力行業(yè)所使用的運(yùn)行控制系統(tǒng)主要由國外廠商提供。上世紀(jì)80、90年代，國家電力部曾在行業(yè)內(nèi)推廣控制系統(tǒng)八大國外品牌，它們均來自于美國、歐洲和日本企業(yè)，沒有一個(gè)國產(chǎn)品牌。智深公司長(zhǎng)期致力于大型自動(dòng)化工業(yè)控制系統(tǒng)的自主創(chuàng)新研發(fā)和工程應(yīng)用，經(jīng)過數(shù)十年的持續(xù)科研攻關(guān)和自主創(chuàng)新，從技術(shù)的跟跑到并跑，最早打破國外品牌壟斷實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)自主化DCS規(guī)模化應(yīng)用，最終實(shí)現(xiàn)了電站分散控制系統(tǒng)的創(chuàng)新領(lǐng)跑。

從跟跑到并跑

運(yùn)行控制系統(tǒng)是確?；痣姍C(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵裝備之一，是火電機(jī)組的“大腦”，與機(jī)、爐、電共同稱之為火電機(jī)組的四大關(guān)鍵技術(shù)裝備。而這樣關(guān)鍵的設(shè)備，在中國的火電市場(chǎng)上，過去長(zhǎng)期以來一直由國外品牌一統(tǒng)天下，例如西屋/艾默生的WDPF/Ovation、FOXBORO的I/A’s、Bailey/ABB的Infi90/Symphony和mesto的MAXDNA等，在中國存量火電機(jī)組中，至今仍占有大量市場(chǎng)份額。

在自主品牌沒能形成氣候之前，國外產(chǎn)品的價(jià)格往往會(huì)居高不下。在這種背景下，1984年水電部電科院成立了電廠自動(dòng)化研究所，正式開始攻關(guān)研發(fā)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的EDPF系列分散控制系統(tǒng)。四年之后，我國第一套分散型微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)EDPF-1000正式研發(fā)成功，并獲得國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

隨后，中國在自主研發(fā)DCS的路途上不斷探索。時(shí)至今日，國能智深公司黨委書記黃煥袍仍然對(duì)我國DCS關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)記憶猶新。他介紹稱，1998年我國自主研發(fā)的集火電廠控制五功能于一體的新一代產(chǎn)品EDPF-NT分散控制系統(tǒng)發(fā)布；2003年突破了進(jìn)口品牌產(chǎn)品在300MW火電機(jī)組應(yīng)用的壟斷；2005年成功應(yīng)用于龍山和莊河600MW等級(jí)亞臨界和超臨界火電機(jī)組?！?005年是一個(gè)重要的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，它開啟了國產(chǎn)品牌DCS與進(jìn)口品牌DCS并跑的征程?！?/p>

而之后的2006年，更是一個(gè)難忘的年份。在一系列技術(shù)積累的基礎(chǔ)上，國能智深公司開發(fā)的EDPF-NT+分散控制系統(tǒng)在這一年正式發(fā)布，該技術(shù)的發(fā)布標(biāo)志著國產(chǎn)品牌進(jìn)入了全球最新一代DCS技術(shù)陣營。

智深公司相關(guān)專家介紹稱，該系統(tǒng)采用完全分布式對(duì)等網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，不設(shè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，無網(wǎng)絡(luò)傳輸瓶頸和風(fēng)險(xiǎn)集中點(diǎn)；采用柔性分域技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)靈活擴(kuò)延；基于組播和發(fā)布訂閱相結(jié)合的技術(shù)有效降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，其性能部分超越了進(jìn)口品牌，并實(shí)現(xiàn)火電廠全廠控制系統(tǒng)一體化，為智能控制系統(tǒng)的研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

事實(shí)上，在DCS國產(chǎn)化和自主化的進(jìn)程中，國能智深公司一直是主要的參與者和推動(dòng)者。智深公司于2002年5月由中國電力科學(xué)研究院電廠自動(dòng)化研究所和國電電力國電龍?jiān)措娏こ坦竞喜⒊闪?，由于其長(zhǎng)期的技術(shù)積淀和人才儲(chǔ)備，毫無疑問成為我國自主化電力自動(dòng)化領(lǐng)域的領(lǐng)跑者，并創(chuàng)造了包括“世界首臺(tái)1000MW二次再熱超超臨界國產(chǎn)自主化DCS”、“世界首臺(tái)600MW超臨界循環(huán)流化床機(jī)組國產(chǎn)自主化DCS”等多個(gè)“世界第一”和300MW、600MW、1000MW亞臨界超（超）臨界機(jī)組國產(chǎn)自主化DCS“中國首臺(tái)套”的國家科技創(chuàng)新示范工程業(yè)績(jī)，以及印尼爪哇首個(gè)海外1000MW等級(jí)超超臨界機(jī)組國產(chǎn)自主化DCS應(yīng)用的業(yè)績(jī)。

智深公司提供的一份數(shù)據(jù)顯示，截至2020年底，該公司自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)DCS應(yīng)用業(yè)績(jī)超過2700臺(tái)套，涉及電力裝機(jī)容量超過2.9億千瓦，占國內(nèi)火電市場(chǎng)DCS份額的22%，其中在600MW、1000MW等級(jí)的大型燃煤發(fā)電機(jī)組應(yīng)用超過80臺(tái)套，成為在該領(lǐng)域最具實(shí)力的能夠與進(jìn)口產(chǎn)品同臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)的民族品牌。

事實(shí)上，智深公司及其前身長(zhǎng)期以來一直致力于工業(yè)控制系統(tǒng)產(chǎn)品和技術(shù)的自主研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造與工程應(yīng)用，通過幾代人的持續(xù)努力，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新和升級(jí)迭代，完成了操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通訊、數(shù)據(jù)庫、軟硬件平臺(tái)、現(xiàn)場(chǎng)總線、智能發(fā)電、工控信息安全等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，其核心產(chǎn)品EDPFNT+分散控制系統(tǒng)自主可控、具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，完全可以和國外品牌一較高下。

近年來，隨著工控系統(tǒng)信息安全事件的不斷發(fā)生，自身安全綜合防護(hù)能力提升成為工控系統(tǒng)亟待解決的問題。2017年智深公司自主研發(fā)的工控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全縱深防御系統(tǒng)通過公安部等保三級(jí)認(rèn)證，其中主機(jī)安全防護(hù)達(dá)到等保四級(jí)。該系統(tǒng)通過網(wǎng)管技術(shù)、主機(jī)安全、審計(jì)分析、隔離防護(hù)、設(shè)備管控、策略管理等手段實(shí)現(xiàn)了發(fā)電控制系統(tǒng)從內(nèi)核到邊界、從主機(jī)到網(wǎng)絡(luò)的縱深管控。

引領(lǐng)電站智能化時(shí)代

技術(shù)的進(jìn)步永無止境。隨著規(guī)?；履茉吹拈_發(fā)和利用，以及信息化、數(shù)字化、智能化技術(shù)的快速發(fā)展，火電機(jī)組將由原來的安全高效、清潔低碳，逐步走向靈活智能。近年來，盡管我國電站運(yùn)行控制系統(tǒng)已逐步實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化、自主化，但在智能化方面，依然缺乏實(shí)質(zhì)性的突破。

智能發(fā)電運(yùn)行控制系統(tǒng)作為智能發(fā)電的核心，它以發(fā)電過程的數(shù)字化、自動(dòng)化、信息化為基礎(chǔ)，構(gòu)建智能控制環(huán)境、智能計(jì)算環(huán)境、數(shù)據(jù)分析環(huán)境和高度開放的應(yīng)用開發(fā)環(huán)境，集成智能感知與人機(jī)交互、智能控制與優(yōu)化、智能預(yù)警與診斷等技術(shù)，形成一種具備自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自趨優(yōu)、自恢復(fù)、自組織的智能發(fā)電運(yùn)行控制管理模式，實(shí)現(xiàn)更加安全、高效、清潔、低碳、靈活和智能的運(yùn)行目標(biāo)。

事實(shí)上，研發(fā)自主可控的智能發(fā)電運(yùn)行控制系統(tǒng)，不僅可以使得火電機(jī)組具有更優(yōu)秀的環(huán)境適應(yīng)能力，提高機(jī)組運(yùn)行水平，也是擺脫國外產(chǎn)品的制約和限制，滿足國家能源安全的戰(zhàn)略需求。

2020年11月11日，對(duì)于國能智深公司的全體科研人員而言記憶深刻。這一天由該公司和國電電力等單位聯(lián)合研發(fā)的“智能發(fā)電運(yùn)行控制系統(tǒng)研發(fā)及其應(yīng)用”項(xiàng)目榮獲中國電力科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。這標(biāo)志著繼我國發(fā)電領(lǐng)域工業(yè)控制系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化、自主化后，又取得了智能化的重大技術(shù)突破。

該系統(tǒng)被命名為岸石（iSol)智能控制系統(tǒng)，項(xiàng)目技術(shù)鑒定會(huì)鑒定委員會(huì)認(rèn)為，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想先進(jìn)、功能齊全、智能化程度高，整體技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

據(jù)相關(guān)專家介紹，岸石是國內(nèi)首套智能控制系統(tǒng)，早在2017年，國能智深公司便聯(lián)合華北電力大學(xué)及各科研院所和生產(chǎn)單位進(jìn)行科研攻關(guān)，發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研用制度優(yōu)勢(shì)，僅用了一年的時(shí)間便完成了國內(nèi)首套自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的智能系統(tǒng)的研發(fā)。專家稱，該系統(tǒng)在計(jì)算能力方面、狀態(tài)感知方面、控制性能都大幅度提升，整合5G和機(jī)器人技術(shù)，為工業(yè)生產(chǎn)提供更靈活、高效、綠色、智能的一體化解決方案。

岸石智能發(fā)電運(yùn)行控制系統(tǒng)于2018年4月在國電內(nèi)蒙古東勝熱電有限公司#1機(jī)組投入運(yùn)行。測(cè)試和示范工程應(yīng)用結(jié)果表明，系統(tǒng)功能完備，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，控制指標(biāo)優(yōu)良，智能化效果顯著，不僅降低了運(yùn)行人員操作強(qiáng)度，還提高了機(jī)組的運(yùn)行效率，綜合節(jié)能達(dá)2.25g/kWh。數(shù)據(jù)顯示，僅節(jié)能一項(xiàng)，三年時(shí)間為電廠節(jié)約成本達(dá)1909萬元，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電過程“能效大閉環(huán)”運(yùn)行控制。

由于具有良好的示范效應(yīng)，智能發(fā)電運(yùn)行控制系統(tǒng)迅速在我國燃煤火電機(jī)組上得到推廣應(yīng)用。據(jù)智深公司介紹，截至2020年5月，智能發(fā)電運(yùn)行控制系統(tǒng)整體技術(shù)已在8臺(tái)大型單元機(jī)組上應(yīng)用。另有16臺(tái)大型單元機(jī)組確定了智能發(fā)電運(yùn)行控制系統(tǒng)合同意向，應(yīng)用前景廣闊。

岸石系統(tǒng)進(jìn)一步推動(dòng)了國產(chǎn)控制技術(shù)和系統(tǒng)的發(fā)展，擴(kuò)展了傳統(tǒng)DCS系統(tǒng)的功能應(yīng)用范圍，并采用了基于主動(dòng)防御、邊界防護(hù)、集中監(jiān)管的工控系統(tǒng)安全解決方案，實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)的突破和裝備制造在智能化領(lǐng)域的國產(chǎn)化和自主化?！爸悄芸刂葡到y(tǒng)的推出標(biāo)志著自主可控的工控產(chǎn)品從并跑轉(zhuǎn)為領(lǐng)跑?！?/p>

拓展應(yīng)用新領(lǐng)域

在立足核心技術(shù)自主創(chuàng)新，深耕傳統(tǒng)火電市場(chǎng)的同時(shí)，智深公司還積極開拓核電、煤炭、清潔能源、化工、交通及市政等業(yè)務(wù)領(lǐng)域，為工業(yè)生產(chǎn)提供全生命周期的自動(dòng)化、信息化和智能化整體解決方案。

為拓展更多的服務(wù)領(lǐng)域，目前智深公司已經(jīng)形成了分散控制系統(tǒng)（DCS）、汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DEH）、分布式集中監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）、可編程控制器（PLC）、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）、全激勵(lì)式仿真系統(tǒng)（SIM）、先進(jìn)控制與優(yōu)化技術(shù)（APC）、工控信息安全技術(shù)等技術(shù)與產(chǎn)品體系。

毫無疑問，核電對(duì)安全的要求會(huì)更加嚴(yán)格。由國能智深公司提供的DCS系統(tǒng)首次應(yīng)用于華龍一號(hào)融合技術(shù)首堆-中核國電漳州核電#1、2號(hào)2x1000MW機(jī)組，實(shí)現(xiàn)了智深公司DCS在核電領(lǐng)域應(yīng)用零的突破；這也是繼廣利核公司之后，智深公司成為國內(nèi)第二家產(chǎn)品應(yīng)用于核電百萬機(jī)組的DCS廠商。

據(jù)悉，中核國電漳州核電是由中核集團(tuán)和國家能源集團(tuán)共同投資建設(shè)的核電站，#1、2號(hào)機(jī)組將采用華龍一號(hào)融合技術(shù)，兩個(gè)機(jī)組計(jì)劃分別于2024年和2025年投產(chǎn)發(fā)電，這是中國自主研發(fā)的華龍一號(hào)融合技術(shù)核電站首次采用國產(chǎn)非安全級(jí)DCS項(xiàng)目。

漳州核電項(xiàng)目，不僅標(biāo)志著國能智深首次為大型商用核電項(xiàng)目提供關(guān)鍵控制設(shè)備，也是國產(chǎn)第三代核反應(yīng)堆華龍一號(hào)融合技術(shù)的首堆采用國產(chǎn)DCS控制系統(tǒng)的重要開端。

據(jù)介紹，國能智深成功研發(fā)的核電非安全級(jí)DCS，不僅可以應(yīng)用于核電新建機(jī)組，也可以應(yīng)用于核電在役機(jī)組的儀控系統(tǒng)國產(chǎn)化改造替代，為實(shí)現(xiàn)我國核電機(jī)組儀控系統(tǒng)的全面國產(chǎn)化、提高我國核電機(jī)組儀控領(lǐng)域自主安全可控水平做出貢獻(xiàn)。

“十四五”期間，智深公司還有更大的發(fā)展目標(biāo)。隨著技術(shù)的不斷積累、升級(jí)迭代和逐步優(yōu)化，公司產(chǎn)品可進(jìn)一步引申為長(zhǎng)期致力于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計(jì)與工程應(yīng)用，為火電、水電、核電、新能源發(fā)電、城市熱網(wǎng)、煤化工、煤礦等領(lǐng)域提供全生命周期自動(dòng)化、信息化和智能化整體解決方案。