青藏高原地区,作为黄河上游海拔最高的水电开发区域,拥有着重要的水资源潜力。近年来,青海玛尔挡水电站的投入运营,不仅为区域能源供应提供了有力保障,也展现了现代水电技术的创新成果。这座电站在正式投产后,整体运行状况稳定,表现出卓越的可靠性,而这一切离不开一套自主研发的国产智能分散控制系统(以下简称“DCS”)的全天候守护。
分散控制系统在现代电厂中扮演着“神经中枢”的角色。它能够高效管理数百个系统、监管近万个设备,实时监测发电过程,确保能源生产的连续性和安全性。作为核心控制平台,DCS的稳定性直接关系到电站的安全运行和经济效益,其技术实力不断成为行业关注的焦点。
长期以来,国际市场上的DCS技术一直占据主导地位,国内企业面临较大压力,且被认为在一定程度上限制了自主创新的发展空间。“过去,控制系统的核心技术被外企封锁,严重威胁到国内能源安全。”国家能源集团旗下的国能智深控制技术有限公司的首席科学家田雨聪在接受科技类媒体采访时指出。为打破技术封锁,实现自主可控,团队经过30多年的持续攻关,成功研发出了首套全国产的智能分散控制系统,解决了核心技术受制于人的难题。
保障全天候“在线”稳定运行
“发电机组需要持续24小时不间断运行,这对控制系统的可靠性提出了极高的要求。”国能智深硬件研发部门副经理丁娟强调。确保DCS的“极致可靠”,成为研发团队的首要目标。
“控制器就像大脑一样,负责接收来自传感器的海量数据,进行实时分析和判断,然后发出指令,控制发电机组的运行状态。”丁娟补充道。优秀的控制系统必须具备“实时在线”、精确应答的能力,否则会导致设备异常甚至停机。
要想实现这些目标,确保控制器的“连续在线”和“无故障不断”是核心。研发团队决定在控制系统中引入冗余设计——增加备用控制器,以确保出现故障时能无缝切换,保证发电流程不停顿。
然而,设计高效的控制器冗余方案,并保证两个控制器的实时协作运行,成为技术攻关的难点。团队成员一致认为,不能简单实现电路切换,否则就像突然换掉一颗跳闸的齿轮,难以保证生产连续性。
“如同汽车的备胎一样,备用控制器必须随时准备‘上岗’。”田雨聪比喻。此外,控制器之间的快速切换不仅要保证监测数据的一致,更要在出现故障时,第一时间判定主控器的情况并迅速切换,避免任何两者之间的不协调引发系统失控。
经过多轮头脑风暴,团队提出了创新方案——让两个控制器同时工作,互相互为备用。具体做法是,两个控制器同步接收传感器的数据,进行实时计算,但彼此不发出控制指令。当出现异常时,系统能立即识别,并实现无缝切换。
“这就像是在两个控制器之间建立一套互相监察的机制,确保一旦一个出现问题,另一个能立即接管角色。”丁娟介绍。通过实时交换和监控数据,系统能在毫秒级别完成故障检测和切换,大大提高了控制系统的稳定性和可靠性。
持续创新驱动自主研发
这项技术的突破,不仅增强了青海玛尔挡水电站的运行保障能力,也为国内水电控制技术的自主创新树立了标杆。独立自主研发的智能分散控制系统打破了多年来的技术封锁,实现了关键核心技术的自主可控,极大提升了行业的整体水平。
未来,随着智能控制技术的不断发展,相关团队还在探索引入人工智能和大数据分析,进一步优化系统的智能化水平,将控制系统的智能化、数字化推向新的高度。这不仅将提升电站的运行效率,还将为更大规模的水电开发和能源管理提供坚实的技术支持。
结来看,青藏高原地区的水电站之所以能够稳定运行,离不开自主研发的智能分散控制系统的支持。从核心硬件的高可靠性,到复杂切换方案的创新设计,这一切都彰显了国内科技力量的不断崛起。未来,依托自主创新的持续深化,将推动我国水电行业迈向更加智能、可靠、绿色的新时代,助力构建绿色能源未来。










