非凡十年·讲述丨突破“卡脖子”难题

非凡十年·讲述丨突破“卡脖子”难题

作者: ky体育娱乐     发布时间:2023-08-21

  十年间,我亲历了热工院在能源电力领域关键核心技术攻关方面所付出的艰辛努力,参与并见证了国内首个互联网远程电站仿真系统的研发成功、国内首套100%全国产化百万千万级DCS——“华能睿渥”的成功投运以及我国首个采用全国产控制和信息系统(DCS/DEH+SIS)的大型智慧电厂的建成,内心充满骄傲、感恩和力量。未来,我们将始终发挥科技引领作用,紧抓能源技术革命新发展机遇,聚焦“卡脖子”问题,以科学技术创新赋能高质量发展。

  我一直与控制技术打交道,对近10年来我国发电控制领域的发展变化感受颇深。而在这十年,热工院的发展也经历了从谋求产业化到追求科学技术创新的跨越式转变。如今的热工院把攻关能源电力领域最紧急、最紧迫的“卡脖子”技术作为全院工作的重中之重,在发电高端装备和核心技术等领域取得突出成效。

  所谓的电站仿真,就是模拟电厂整个生产的全部过程,让运行人员在仿真机上演练操作。一般来说,运行人员都要先在仿真机上培训之后才能上岗。那时,国内外电站普遍采用基于局域网的仿真培训系统,并且布置在固定的仿真机房内,在造成大量重复投资的同时,还存在设备闲置、利用率低的问题。当时正担任仿真部主任的我,一直琢磨在仿真培训系统上搞创新。

  受到当时互联网新兴“云计算”概念启发,我们向集团公司申请研发“集团级火电厂远程集中式仿真系统”,提出了基于集中管理、分散应用的“云端”资源共享培训模式,将不一样的发电设备、控制管理系统和运行规范集成在统一的技术平台中,为全国各地的华能电站技术人员提供远程运行培训、技能考核、控制策略分析等功能。

  通信速度的瓶颈问题还有待解决,国内外云端资源共享的概念也尚未成熟,远程集中基础平台的搭建全部得从“0”开始,就没有相关经验可以借鉴。我们自学互联网通信技术,设计远程平台架构,研发远程实时通信技术……

  终于梦想照进了现实——集团公司专家在威海电厂宣布“集团级火电厂远程集中式仿真系统”达到第一阶段验收标准。此后,我们继续对它进行改进。

  经中国电机工程学会组织的专家委员会鉴定,这是国内首个互联网远程电站仿真系统,整体技术水平居国际领先,还获得了2013年度中国电力科学技术进步奖二等奖。

  想当年,我也“卖”过PPT,就是在还没有研发出产品之前给客户“画饼”,说服人家投钱来做研发。这样一个时间段,我已担任热工院子公司西热控制技术有限公司副总经理,分管科研,既要抓技术,又得操心钱袋子。

  通过控制技术或产品应用实现节能、减排或提高调频灵活性等实用效益,得到市场和用户的认可。因此,摆在控制公司面前的一道难题就是研究灵活高效控制新技术。这需要跨过人才、资金、技术三座“大山”。

  发电过程中的锅炉、汽轮机及其辅助系统等设备和系统是我们要控制的对象,相关控制技术的研发离不开对这些设备和系统的深入理解。我在控制公司常规控制专业招聘的基础上,大力引进汽轮机、锅炉等专业的毕业生,有效解决了人才不足的难题。

  我们面临着众多竞争对手,要想占据市场一席之地,产品技术必须先进,性价比还得高。我带领技术团队,将AI神经网络技术、预测控制技术等先进控制算法与发电工艺相结合,开发出凝结水调频、智能脱硝优化、协调优化、冷端优化等控制新技术,并最终列入华能先进的技术推广目录,成为火电控制领域新的核心技术竞争力和市场增长点。

  DCS,是分散控制管理系统的英文简称,是火电机组发电控制的“神经中枢”。长期以来,国内DCS所使用的CPU和操作系统等软、硬件依赖进口产品,存在巨大安全隐患。正是从保障国家电力安全的站位出发,2019年3月,华能举全公司之力,推进全国产DCS研发。

  作为技术负责人,我刚接到这个任务时,对解决这道“卡脖子”难题心里并没有十足把握。我主要有两方面顾虑:一是对国产芯片性能情况不太掌握,二是对快速吸引人才加入没有把握。

  为了不让项目因缺人而停滞不前,集团公司在政策方面给予全力支持,先组织内部技术骨干选拔,再面向社会、校园招聘,以最快速度组建起了20多人的基础团队。

  3月,复工申请终于获得了批准,可是此时疫情形势依旧严峻。为减少隔离时间、尽快投入到研发工作中,我和小组成员携带服务器、工作站,驱车1000多公里耗时13小时,连夜抵达南京,开启了6个月的封闭式研发工作。我们加班加点,每晚工作到10点以后,尤其是在攻关具体技术难题时,大家一干就是通宵。

  样机系统研制出来只是第一步,集团公司果断决策,在福州电厂和玉环电厂分别开展首台(套)示范、首台(套)百万千瓦机组示范。示范应用所面临的压力更大,因为一旦由于DCS系统本身问题导致机组非正常停机,后果很严重,所造成的损失或高达上亿元。这种压力激发了我们强烈的紧迫感和严谨的工作态度,随之而来的是示范成功的好消息,更加坚定了我们后续攻克一系列关键核心技术难题的信心,让我们变得更有底气。

  2021年12月14日,瑞金电厂二期工程全部建成投运。该工程集中应用了我们热工院研发形成的一批“黑科技”——全国产分散控制管理系统(DCS)、汽轮机数字电液控制管理系统(DEH)、厂级监控信息系统(SIS)等,是我国首个采用全国产控制和信息系统(DCS/DEH+SIS)的大型智慧电厂,标志着我国发电领域已形成较为完整的基础设施网络安全体系。

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