國網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學(xué)研究院 蔡鈞宇

杭州意能電力技術(shù)有限公司 孫潔慧

2020年12月14日至25日，中國自動化學(xué)會發(fā)電自動化專業(yè)委員會（簡稱發(fā)電自動化專委會）主任委員金耀華、秘書長孫長生帶領(lǐng)相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜医M成的調(diào)研組，走訪了十家企業(yè)，進(jìn)行了自主可控DCS研發(fā)、生產(chǎn)進(jìn)程與運(yùn)行情況的調(diào)研。

摸底供應(yīng)商研發(fā)與生產(chǎn)

專家組先后到南京科遠(yuǎn)智慧科技集團(tuán)股份有限公司、南京南瑞繼保電氣有限公司（華能睿渥）、南京國電南自維美德自動化有限公司（華電睿藍(lán)、睿星）、浙江中控技術(shù)股份有限公司、國核自儀系統(tǒng)工程有限公司、上海新華控制技術(shù)（集團(tuán)）有限公司、杭州和利時自動化有限公司和北京國電智深控制技術(shù)有限公司，就自主可控DCS研發(fā)與生產(chǎn)進(jìn)程、性能與可靠性測試情況、投運(yùn)情況及主流DCS對比評價、DCS自主可控研發(fā)和生產(chǎn)與投運(yùn)中存在的問題及建議進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)研。

他們考察了各DCS 廠家的模件制造生產(chǎn)線，仿真實(shí)驗(yàn)室、調(diào)試工程測試大廳、自主可控國產(chǎn)化DCS 仿真平臺，看到了各DCS 生產(chǎn)都實(shí)現(xiàn)了從生產(chǎn)下單、物料跟蹤、制造調(diào)試到測試檢驗(yàn)的全過程自動化，通過設(shè)備、物料和人之間的數(shù)據(jù)互聯(lián)，構(gòu)建了全過程的質(zhì)量管控和追溯體系。

截至目前，我國大多數(shù)DCS廠家已經(jīng)啟動了自主可控DCS的研制，2019年與芯片企業(yè)加強(qiáng)技術(shù)合作進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)。如智深公司2012 年開始研發(fā)基于國產(chǎn)中標(biāo)麒麟操作系統(tǒng)的EDPF-NT+全部應(yīng)用軟件，硬件上現(xiàn)已完成控制器、I/O 模塊、上位機(jī)、交換機(jī)關(guān)鍵芯片100%國產(chǎn)化樣機(jī)開發(fā)工作。

目前，已有多家生產(chǎn)廠家，通過自主可控系統(tǒng)研發(fā)，器件選擇、測試、現(xiàn)場試用，不斷的篩選迭代，逐步完成了元器件的國產(chǎn)化替代，控制系統(tǒng)軟件向linux平臺的遷移，實(shí)現(xiàn)了軟件的全部自主可控。華能集團(tuán)在西安熱工院開發(fā)和長期從事各種DCS 組態(tài)與問題處理經(jīng)驗(yàn)與南瑞繼保公司長期從事繼電保護(hù)控制裝置研發(fā)與生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，研制出華能睿渥系統(tǒng)并投入運(yùn)行。

專家們仔細(xì)查看了自主可控DCS模件與以前模件設(shè)計(jì)上的區(qū)別、性能與功能的差別，就各DCS生產(chǎn)廠家的自主可控DCS 系統(tǒng)的國產(chǎn)芯片應(yīng)用情況與價格，基本性能及功能的可靠性與穩(wěn)定性、技術(shù)特點(diǎn)、新老系統(tǒng)兼容性、國產(chǎn)化替代技術(shù)難點(diǎn)以及生產(chǎn)成本等問題與核心研發(fā)人員進(jìn)行了深入交流和討論。經(jīng)調(diào)研，自主可控DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵從國際、國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。在開發(fā)過程中，按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和各類嚴(yán)酷環(huán)境應(yīng)用需求進(jìn)行反復(fù)測試，并通過外部嚴(yán)格的電磁兼容測試而取得權(quán)威機(jī)構(gòu)的認(rèn)證報告。

實(shí)地調(diào)研機(jī)組運(yùn)行

專家組親抵現(xiàn)場，調(diào)研了安徽華電蕪湖發(fā)電有限公司投運(yùn)的華電睿藍(lán)系統(tǒng)和華能玉環(huán)電廠的華能睿渥系統(tǒng)運(yùn)行情況。這兩個系統(tǒng)分別于2020年11月23日、25日并網(wǎng)投運(yùn)。

2018年底，南自與中國電子旗下天津飛騰等企業(yè)聯(lián)合攻關(guān)的“華電睿藍(lán)”DCS 在華電章丘電廠、牡丹江第二發(fā)電廠進(jìn)行了機(jī)柜級試運(yùn)行，2019 年12月在華電揚(yáng)州電廠33萬千瓦機(jī)組成功投運(yùn)。蕪湖發(fā)電廠1 號機(jī)組容量66 萬千瓦超超臨界機(jī)組，主機(jī)DCS 控制系統(tǒng)原為ABB 公司Symphony 控制系統(tǒng)。2020 年10 月進(jìn)行自主可控DCS控制系統(tǒng)（maxCHD）首次全廠一體化控制示范應(yīng)用改造施工，系統(tǒng)涵蓋MFT、FSSS、SCS、MCS、DEH、MEH、ETS、METS、SCR、ECS 等系統(tǒng)，其軟、硬件均實(shí)現(xiàn)了自主可控、可替代，實(shí)現(xiàn)該領(lǐng)域重大突破。改造后機(jī)組于2020 年11 月22 日鍋爐一次點(diǎn)火成功，11 月23日并網(wǎng)，完成規(guī)定的試驗(yàn)后滿負(fù)荷運(yùn)行，至今DCS 系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定，控制器及模件工作正常，無DPU 故障切換或誤動，無卡件故障離線或誤動，無通信故障中斷。畫面數(shù)據(jù)顯示實(shí)時準(zhǔn)確，報警提示準(zhǔn)確及時易查看，畫面操作簡單。交換機(jī)網(wǎng)口負(fù)荷率普遍維持在1%左右，DPU 負(fù)荷率普遍維持在5%以內(nèi)。運(yùn)行期間機(jī)組AGC 在280 兆瓦～660 兆瓦運(yùn)行且各項(xiàng)參數(shù)運(yùn)行穩(wěn)定，AGC 調(diào)節(jié)速率及一次調(diào)頻特性良好，目前，保護(hù)投入率100%，自動投入率100%。

但該系統(tǒng)在投運(yùn)初期畫面、趨勢查詢閃退比較頻繁，經(jīng)過研發(fā)不斷改進(jìn)，目前已經(jīng)基本消除；畫面刷新速度還需要進(jìn)一步提高。需要在今后的研發(fā)中取消操作員站與DPU 之間的服務(wù)器結(jié)構(gòu)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)操作員站對等架構(gòu)。

華能玉環(huán)電廠1 號機(jī)組容量1000兆瓦超超臨界機(jī)組，主機(jī)DCS控制系統(tǒng)原為Ovation 控制系統(tǒng)。9 月21 日正式啟動華能睿渥HNICS-T316 系統(tǒng)全國產(chǎn)化改造。2020 年11 月2 日DCS 機(jī)柜到廠，安裝通電后即進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，對發(fā)現(xiàn)的問題和可能存在的薄弱環(huán)節(jié)，結(jié)合多年系統(tǒng)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)和福州試驗(yàn)項(xiàng)目已經(jīng)固化的設(shè)計(jì)思路基礎(chǔ)上進(jìn)行研究，提出并采取優(yōu)化措施予以消除。在組態(tài)核查及系統(tǒng)測試階段，與熱工院、南瑞繼保技術(shù)人員進(jìn)行面對面、點(diǎn)對點(diǎn)對接，測試與組態(tài)核查過程多頭并進(jìn)，歷時21 天完成了系統(tǒng)通道測試、組態(tài)測試、系統(tǒng)性能測試、系統(tǒng)應(yīng)用功能測試4大項(xiàng)。對影響系統(tǒng)正常運(yùn)行的問題全部完成優(yōu)化處理。同時，為滿足運(yùn)行人員習(xí)慣Ovation 系統(tǒng)需要，在系統(tǒng)的應(yīng)用功能方面提出了多條優(yōu)化建議，并均在系統(tǒng)投運(yùn)前完成優(yōu)化。保證了2020年11月25日機(jī)組并網(wǎng)，在完成機(jī)組RB試驗(yàn)、負(fù)荷擺動、AGC 試驗(yàn)，1055 增容項(xiàng)目各項(xiàng)試驗(yàn)，于2020年12月16 日機(jī)組報復(fù)役，目前控制系統(tǒng)使用功能能夠滿足運(yùn)行基本需求，機(jī)組運(yùn)行總體平穩(wěn)。電廠人員在繼續(xù)跟蹤系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，及時完善問題處理和系統(tǒng)故障應(yīng)急預(yù)案、操作卡、巡檢卡、巡檢標(biāo)準(zhǔn)的制定，以防止人為因素造成系統(tǒng)失控。同時進(jìn)一步總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提出硬件、軟件優(yōu)化建議，為該系統(tǒng)后續(xù)完善提供建議。

給待解問題開方取藥

通過交流，專家組發(fā)現(xiàn)目前自主可控DCS 系統(tǒng)所需要的元器件基本都能實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代，同時國產(chǎn)元器件的種類日新月異，和用戶需求也更貼近，但是仍面臨著一些問題。例如，硬件方面部分國產(chǎn)元器件還不夠成熟，有些尚需經(jīng)過批量驗(yàn)證，其穩(wěn)定性有待大批量、長時間使用后驗(yàn)證，在精度方面與進(jìn)口器件相比還存在不足，有些器件數(shù)據(jù)手冊不夠詳細(xì)，廠家技術(shù)支持能力有待提升；軟件方面還需進(jìn)一步完善生態(tài)圈，提供更多的開發(fā)過程可用的輔助工具軟件，給開發(fā)帶來不便。

各自主可控控制系統(tǒng)，有的已經(jīng)通過各種測試后投入現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行，有的在實(shí)驗(yàn)室通過反復(fù)測試和溫度拷箱試驗(yàn)，但由于國產(chǎn)器件本身的長期可靠性還需要現(xiàn)場驗(yàn)證才能確認(rèn)。因此后續(xù)還需要對各個項(xiàng)目現(xiàn)場的應(yīng)用情況進(jìn)行長期跟蹤和觀察，并將發(fā)現(xiàn)的問題及時解決，同時對系統(tǒng)進(jìn)行迭代優(yōu)化和升級，最終實(shí)現(xiàn)自主可控控制系統(tǒng)的長期安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。

金耀華高度評價了各單位在自主可控DCS領(lǐng)域進(jìn)行的前瞻性謀劃，對自主可控工控產(chǎn)品近期在多個示范項(xiàng)目上成功投運(yùn)表示祝賀。據(jù)悉，調(diào)研組將對調(diào)研資料進(jìn)行總結(jié)，并將收集的問題與關(guān)鍵部件生產(chǎn)廠家進(jìn)行溝通，共同探討加速關(guān)鍵生產(chǎn)部件質(zhì)量提高的進(jìn)度與措施。推進(jìn)電力行業(yè)自主可控工控系統(tǒng)建設(shè)，與行業(yè)各有關(guān)單位開展更廣泛的合作，加速推動國產(chǎn)化系統(tǒng)創(chuàng)新成果的規(guī)模化應(yīng)用。