國電智深為火電機組安裝智能“大腦”

近日，北京國電智深控制技術(shù)有限公司（簡稱國電智深）成功中標(biāo)赤峰經(jīng)濟開發(fā)區(qū)發(fā)電有限公司2×35萬千瓦自備熱電聯(lián)產(chǎn)項目機組主輔控一體化DCS項目和仿真機項目，這是繼國家電投集團赤峰新城2×35萬千瓦、霍林河2×35萬千瓦項目后，國電智深在赤峰地區(qū)中標(biāo)的又一系統(tǒng)外項目……事實上，這些僅僅是國電智深自動化控制技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展、應(yīng)用的一個縮影。

自動化控制技術(shù)一直被業(yè)界喻為重大技術(shù)裝備的“大腦”，是我國大力振興裝備制造業(yè)的關(guān)鍵節(jié)點，但該技術(shù)的國產(chǎn)化之路充滿艱辛。特別是在火電領(lǐng)域，如何實現(xiàn)全程自動化控制一直是困擾火電人的難題，為此也成為了國電智深孜孜不倦地尋求突破的目標(biāo)。

日前，為推動我國火電自動化控制技術(shù)發(fā)展，國電智深又成功“再下一城”———開發(fā)出了60萬千瓦超臨界循環(huán)流化床（簡稱CFB）鍋爐的自動控制系統(tǒng)，創(chuàng)造了火電自動化控制技術(shù)企業(yè)與高校合作研究的又一典范。

實現(xiàn)火電自動化控制技術(shù)彎道超車

“黨的十九大報告讓我非常振奮的一個地方，就是對創(chuàng)新發(fā)展的進一步肯定和部署，并強調(diào)創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力。因為停下就會被趕超，堅持才能保持領(lǐng)先，只有不斷加大創(chuàng)新力度，才能讓中國制造走向中國創(chuàng)造。”談到火電自動化控制技術(shù)，國電智深工程中心副總經(jīng)理陳峰頗有感慨地說，黨的十九大報告提出的“要瞄準(zhǔn)世界科技前沿，強化基礎(chǔ)研究，實現(xiàn)前瞻性基礎(chǔ)研究、引領(lǐng)性原創(chuàng)成果重大突破”等內(nèi)容，引起了國電智深人的共鳴，以科技創(chuàng)新引領(lǐng)企業(yè)發(fā)展一直是國電智深堅持踐行的發(fā)展戰(zhàn)略。

陳峰說，當(dāng)年，全世界僅有一臺46萬千瓦超臨界循環(huán)流化床機組投入運行，其詳細的控制策略資料保密。業(yè)界普遍認為我國在研發(fā)同類型機組的控制策略方面難以實現(xiàn)新的突破。在這一背景下，國電智深人下定決心，一定要研發(fā)出具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的更高等級機組自動化控制系統(tǒng)和控制技術(shù)。

近年來，在這一信念的引領(lǐng)下和如此的工作氛圍中，國電智深開啟了艱苦卓絕的技術(shù)攻關(guān)歷程，通過銳意創(chuàng)新、突破進取，取得了一系列火電自動化控制技術(shù)研發(fā)成果，并在提出燃燒延遲的即燃碳的概念并用于控制模型，實現(xiàn)CFB直流爐煤水比調(diào)節(jié)的精準(zhǔn)控制和負荷自動調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上，開發(fā)了60萬千瓦超臨界CFB鍋爐的自動控制系統(tǒng)，通過完成60萬千瓦等級大容量超臨界CFB機組自動化控制系統(tǒng)的國產(chǎn)化，實現(xiàn)了對國外火電自動化控制技術(shù)先進水平的彎道超車。

“國電智深人對于急難繁重的任務(wù)，注重‘黨員身份亮出來、工作質(zhì)量干出來、關(guān)鍵時刻站出來、先進形象樹起來’，積極發(fā)揮黨員的先鋒模范作用，開展黨員示范行動。在黨員帶領(lǐng)下，各個研發(fā)攻關(guān)小組在出廠前研發(fā)工作完成率、完成及時率和質(zhì)量達標(biāo)率均達到了100%。”他表示，這是國電智深這些年來持續(xù)開展艱苦攻關(guān)取得創(chuàng)新成果的奧秘之一。

瞄向高效超超臨界循環(huán)流化床控制技術(shù)

“十九大報告強調(diào)建立以企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研深度融合的技術(shù)創(chuàng)新體系和黨的建設(shè)新要求。要在實際中落實，不能只靠項目來推動，對于技術(shù)難點，高校老師與企業(yè)研發(fā)人員的深度對接是十分重要的，依靠黨組織來進行統(tǒng)籌布局，更好地發(fā)揮出攻關(guān)過程中黨員的先鋒模范作用。”陳峰表示，在進行火電自動化控制技術(shù)創(chuàng)新的過程中，國電智深特別注重發(fā)揮協(xié)同創(chuàng)新的作用。

其實，早在2012年，國電智深就與華北電力大學(xué)圍繞超臨界CFB機組控制策略研究目標(biāo)，由國電智深總經(jīng)理潘鋼和華北電力大學(xué)原校長劉吉臻牽頭，組建了聯(lián)合攻關(guān)團隊。目前，該團隊的研發(fā)成果斐然，在研究中共獲得了7項專利，其中3項發(fā)明專利，在一類刊物共發(fā)表了11篇論文，先后獲得原國電集團科學(xué)進步二等獎、原神華集團科學(xué)進步一等獎、中國電力科學(xué)進步一等獎，今年又獲得了國家科技進步一等獎。

“協(xié)同創(chuàng)新，敢為人先”是國電智深與華北電力大學(xué)組建團隊時的口號。陳峰認為，正是在這種精神的支撐作用下，該團隊才能研究1000多篇論文，從循環(huán)流化床燃燒過程上百條有關(guān)的公式抽取出核心的22條，通過定義虛擬變量即燃碳，將循環(huán)流化床燃燒釋放熱量數(shù)學(xué)表達簡化為2條公式，并成功用于超臨界循環(huán)流化床機組給水控制中。

當(dāng)前，國電智深與華北電力大學(xué)的合作已經(jīng)被納入由國家能源集團公司與華北電力大學(xué)共建的“智能發(fā)電協(xié)同創(chuàng)新中心”框架，循環(huán)流化床機組控制研究的聯(lián)合研發(fā)團隊依然存在，并已經(jīng)建成了循環(huán)流化床先進控制實驗室，申請到新的研究課題，研究目標(biāo)已瞄準(zhǔn)了高效超超臨界循環(huán)流化床控制技術(shù)。

引入智能應(yīng)用打造智能發(fā)電平臺

今年年初，國電智深與華北電力大學(xué)就如何在高效超超臨界CFB控制技術(shù)研究中加入智能應(yīng)用的問題進行了深入討論，并圍繞智能報警及主要輔機診斷及預(yù)警、運行最佳工況分析、大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)分析及人工智能算法等方面的進展，針對每一項難點討論了下一步研究計劃，以進一步提升我國火電自動化控制技術(shù)發(fā)展水平。目前，國電智深智能發(fā)電平臺建設(shè)已經(jīng)初步成型。

“通過集中開發(fā)，以老帶新的方式正在按照計劃開展工作，智能發(fā)電平臺項目進度基本正常。自有平臺新增功能以及與第三方算法、第三方高級應(yīng)用融合都在有序推進，按照4月中旬提供完整的系統(tǒng)樣機版本(宏算法封裝除外)的進度倒排工期。我們將根據(jù)各功能模塊的優(yōu)先級，按期完成功能模塊的開發(fā)與測試。”陳峰說。

據(jù)介紹，智能發(fā)電平臺將具備智能報警、參數(shù)軟測量和性能計算、智能協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、運行優(yōu)化、工況大數(shù)據(jù)可視化分析、2D/3D聯(lián)動功能、智能吹灰設(shè)計及測試、參數(shù)軟測量和性能計算、機組快速變負荷技術(shù)相關(guān)模塊、高級值班員等11項功能。

目前，國電智深工程中心智能發(fā)電技術(shù)部已在北七家未來科技城基地集中封閉一個月，系統(tǒng)整體功能框架及仿真調(diào)試系統(tǒng)已搭建完成，其中，鍋爐燃燒數(shù)據(jù)分析、工況可視化數(shù)據(jù)分析功能主要以大數(shù)據(jù)分析界面來展示應(yīng)用；先進控制模塊則是以與傳統(tǒng)PID模塊仿真控制對比的方式展示先進控制模塊的應(yīng)用場景及控制效果；智能燃料則是以畫面展示原理，重點突出基于數(shù)據(jù)分析的鍋爐燃燒效率分析對配煤摻燒的閉環(huán)指導(dǎo)作用。下一步將要在各項基礎(chǔ)功能研發(fā)工作完畢的情況下，進行應(yīng)用功能的詳細測試，其中一些軟件功能將在試驗的基礎(chǔ)上進行迭代式開發(fā)。