近年來，江蘇南京致力于打造智能電網(wǎng)國家先進制造業(yè)集群，產(chǎn)業(yè)規(guī)模占全國市場80%。7月6日，習(xí)近平總書記來到其中一家代表性企業(yè)——南瑞集團考察調(diào)研，聽取南京市打造智能電網(wǎng)國家先進制造業(yè)集群總體情況介紹，察看企業(yè)自主可控技術(shù)產(chǎn)品展示。習(xí)近平總書記指出，能源保障和安全事關(guān)國計民生，是須臾不可忽視的“國之大者”。要加快推動關(guān)鍵技術(shù)、核心產(chǎn)品迭代升級和新技術(shù)智慧賦能，提高國家能源安全和保障能力。
近日，本報記者走進南京智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)集群，走訪了3家具有代表性的企業(yè)，既有南瑞集團這樣有著50年創(chuàng)新發(fā)展史的老牌龍頭企業(yè)，也有英飛源這樣初到南京的新生力量，探尋這個國家先進制造業(yè)集群的發(fā)展密碼。
——編 者
龍頭企業(yè)引領(lǐng)，帶動鏈條升級，江蘇南京智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)集群已擁有相關(guān)企業(yè)近1200家。目前，南京搶抓新一輪能源革命重大戰(zhàn)略機遇，加快推進產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)再造提升、產(chǎn)業(yè)鏈條提檔升級、智能綠色全面覆蓋，聚力構(gòu)建世界級智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)集群先行示范區(qū)。
龍頭引領(lǐng)創(chuàng)新，筑牢大電網(wǎng)安全防線
炎炎夏日，南京的用電負荷處于高位。國網(wǎng)江蘇電力負荷管理中心，工作人員正在進行空調(diào)降溫負荷模擬測試。下午2點，南京市區(qū)的85戶商業(yè)樓宇空調(diào)用戶同步將設(shè)定溫度從24攝氏度調(diào)整至26攝氏度，用電負荷下降約2400千瓦，一個小時后“讓出”相當(dāng)于300戶普通居民家庭一天的用電量。
精準可靠的調(diào)度離不開精準負荷控制系統(tǒng)的應(yīng)用，其研發(fā)者是南瑞集團的薛峰技術(shù)團隊。“過去，為保障電網(wǎng)安全，不得不給工廠限電。有了這套系統(tǒng)，就可以更好地滿足生產(chǎn)生活的用電需求。”國家電網(wǎng)首席專家、南瑞集團首席專家、系統(tǒng)保護實驗室主任薛峰說。
精準負荷控制系統(tǒng)只是南瑞集團持續(xù)攻關(guān)的大電網(wǎng)系統(tǒng)保護中的一個子系統(tǒng)。隨著新技術(shù)、新方法的廣泛應(yīng)用，電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的要求越來越高，2016年開始，南瑞集團就著手系統(tǒng)保護研發(fā)。
盡管研究經(jīng)驗豐富，但接到系統(tǒng)保護建設(shè)任務(wù)時，薛峰團隊依然感到壓力巨大——中國電網(wǎng)是世界上電壓等級最高、規(guī)模最大、控制運行最復(fù)雜的交直流混聯(lián)電網(wǎng)，“國內(nèi)外沒有任何先例可以借鑒。”
“最大的難題是總體框架怎么搭。”薛峰回憶，剛開始，團隊試圖通過完善傳統(tǒng)方法讓控制更精準有效，可仿真實驗做了一輪又一輪，哪怕將傳統(tǒng)方法應(yīng)用到極致，還是解決不了一些問題。
既然傳統(tǒng)方法走不通，那就打破常規(guī)，繼承、發(fā)展并重構(gòu)一套新的控制系統(tǒng)。
研發(fā)團隊查閱大量材料，通過密集“迭代”新想法，終于提出系統(tǒng)保護建設(shè)的總體方案。2016年5月，方案通過了電力行業(yè)6位院士在內(nèi)的20位資深專家參加的評審。
正當(dāng)大家為翻過一座“險峰”長出一口氣時，棘手的問題又來了。首個工程應(yīng)用——華東電網(wǎng)開展系統(tǒng)保護時，作為“大腦”的調(diào)度主站與作為“手腳”的控制裝備竟然無法適配。
問題出在哪里?“就像一條路，原來只跑公交車，現(xiàn)在有了私家車、輕軌、地鐵，調(diào)度系統(tǒng)如果不跟進，交通就會亂。”薛峰解釋。在主站系統(tǒng)的設(shè)計中，薛峰團隊大膽引入風(fēng)險量化的概念，又將控制策略進行優(yōu)化，一個嶄新的“大腦”系統(tǒng)被設(shè)計出來，控制裝備也進行了升級。
“理論上可行，但要經(jīng)得起實踐考驗，還需充分驗證。”薛峰介紹，在電網(wǎng)中不可能頻繁做實驗，為此他牽頭建設(shè)了國家電網(wǎng)系統(tǒng)保護實驗室。實驗室里，一端是仿真的電網(wǎng)，一端是實際的系統(tǒng)保護控制裝備。經(jīng)過多輪試驗后，系統(tǒng)保護的有效性和可靠性得到充分驗證。
2017年5月，華東電網(wǎng)組織錦蘇直流實切驗證，系統(tǒng)保護經(jīng)受住了考驗。此后，薛峰團隊繼續(xù)在系統(tǒng)保護領(lǐng)域攻關(guān)，有5G技術(shù)發(fā)展后系統(tǒng)功能的完善提升，也有儲能等新技術(shù)手段的應(yīng)用……如今，國家電網(wǎng)公司六大分區(qū)電網(wǎng)均采用了南瑞集團研發(fā)的系統(tǒng)保護。
上下游協(xié)同攻關(guān)，實現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備自主可控
液晶屏上，一個個模擬工廠現(xiàn)場的畫面實時監(jiān)控著各項數(shù)據(jù);控制柜中，一臺臺機器設(shè)備的指示燈有規(guī)律地閃爍……在南京科遠智慧科技集團股份有限公司的展廳里，記者見到了公司最新推出的分散控制系統(tǒng)。“這相當(dāng)于火電廠的‘大腦’，可確保24小時安全、高效發(fā)電。”科遠智慧董事長劉國耀說。
這一確保穩(wěn)定發(fā)電的關(guān)鍵設(shè)備，過去長期依賴進口。
科遠智慧是一家創(chuàng)新型民營企業(yè)，專注于工業(yè)自動化和信息化產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)。劉國耀坦言，公司研發(fā)生產(chǎn)的第一套分散控制系統(tǒng)1997年就投運了，然而芯片、元器件以及操作系統(tǒng)等軟硬件要靠進口。
“為實現(xiàn)自主可控，我們逐步提高子部件的國產(chǎn)化比例。”劉國耀說，近幾年公司密集攻關(guān)，以求突破“最后一公里”。
為加快研發(fā)進度，公司抽調(diào)120多名技術(shù)骨干。科遠智慧技術(shù)研究院總經(jīng)理祖利輝便是其中一位。一套分散控制系統(tǒng)有上千個子部件，上百個軟件模塊，早期70%以上靠進口。這么多元器件實現(xiàn)國產(chǎn)，是一個巨大工程，必須上下游企業(yè)參與，發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)。
一套設(shè)備，大大小小的芯片有300多種。當(dāng)時，國內(nèi)只有兩三家企業(yè)能提供相關(guān)芯片，可拿過來一檢驗，問題不少：在低溫、高溫環(huán)境下穩(wěn)定性不夠好，滿足不了精度要求……
為解決這些問題，上下游企業(yè)研發(fā)人員通力合作。在科遠智慧的研發(fā)實驗室，實驗設(shè)備模擬出各種惡劣環(huán)境，對使用國產(chǎn)芯片的產(chǎn)品做診斷，供應(yīng)商則根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，不斷改進芯片。經(jīng)過一年多努力，合作研發(fā)結(jié)出果實，芯片終于通過各項測試，達到量產(chǎn)標準。
作為下游客戶的火電廠也全力支持。為獲得一手數(shù)據(jù)，產(chǎn)品需要現(xiàn)場試用。祖利輝團隊與火電廠技術(shù)骨干一起優(yōu)化算法、細致調(diào)試。“進入50多攝氏度的鍋爐房，爬上數(shù)十米高的設(shè)備搜集現(xiàn)場數(shù)據(jù)。”祖利輝說，雙方建立協(xié)同聯(lián)動機制，電話24小時暢通，一旦系統(tǒng)在試用中發(fā)現(xiàn)問題，雙方技術(shù)人員立刻開現(xiàn)場會尋找辦法。
就這樣，通過上下游協(xié)同合作研發(fā)，一個個部件實現(xiàn)國產(chǎn)，一個個技術(shù)難題得到解決。2021年5月，由科遠智慧自主研發(fā)、100%自主可控的分散控制系統(tǒng)在大唐南京發(fā)電廠2號660兆瓦機組投運。“這套系統(tǒng)在性能、效率和穩(wěn)定性等方面，都不輸進口系統(tǒng)。用上國產(chǎn)系統(tǒng)，我們更有底氣了。”大唐南京發(fā)電廠相關(guān)負責(zé)人說。
兩年多以來，國產(chǎn)分散控制系統(tǒng)進入各地電廠，并且在化工、冶金、建材等行業(yè)推廣。劉國耀表示，接下來，公司會投入更多研發(fā)力量對系統(tǒng)進行更新迭代。
產(chǎn)業(yè)鏈持續(xù)發(fā)力，優(yōu)質(zhì)企業(yè)集聚成長
南京市民張先生駕駛著新買的新能源汽車，駛?cè)霚馗咚倌暇┒文撤?wù)區(qū)的超充站。按照經(jīng)驗，充滿一次電至少得一個多小時，但這一次只花了5分鐘，儀表上顯示增加了250公里續(xù)航。
“速度真快，和加油一樣啊。”張先生說。為他帶來“加油般”體驗的，是一臺功率高達480千瓦的新型充電樁，而其關(guān)鍵技術(shù)源于英飛源公司新近推出的第三代全液冷儲能超充系統(tǒng)。
英飛源是一家在深圳成立的企業(yè)，專注于提供電動汽車電源解決方案，短短數(shù)年，成長為國家級專精特新“小巨人”企業(yè)。2022年，公司銷售額超15億元，在這一年，英飛源把國內(nèi)總部設(shè)在南京市江寧開發(fā)區(qū)。
為何將總部設(shè)在南京?“這里有覆蓋關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)集群。”英飛源相關(guān)負責(zé)人韓濤說。江寧區(qū)集聚了近200家智能電網(wǎng)規(guī)上企業(yè)，2022年實現(xiàn)規(guī)上產(chǎn)值超1200億元。
今年7月12日，江寧開發(fā)區(qū)舉行了一場智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)重點項目簽約、開工活動。為了參加活動，韓濤提前兩天從深圳飛到南京。“會上能遇到很多合作伙伴。”韓濤說，不久前，江寧開發(fā)區(qū)管委會邀請英飛源在轄區(qū)內(nèi)進行一輪宣講，之后就有6家企業(yè)與英飛源達成初步合作意向。
產(chǎn)業(yè)集群不僅帶來市場機會，也為企業(yè)提供發(fā)展“養(yǎng)分”。人才是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的源頭活水，僅江寧開發(fā)區(qū)的智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)，就有高層次研發(fā)人員近萬名。韓濤告訴記者，得益于產(chǎn)業(yè)集群帶來的豐富人才資源，公司在短短數(shù)月之間，就在南京搭建起數(shù)十人的高水平研發(fā)團隊。
英飛源能源互聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部南京研發(fā)中心總監(jiān)楊立軍今年3月入職。如今，他正帶領(lǐng)20多人開展儲能設(shè)備研發(fā)攻關(guān)。有了儲能設(shè)備，在工業(yè)園區(qū)、商業(yè)綜合體、工地等場所就可以搭建起一個“微電網(wǎng)”，通過錯峰用電，降低用電成本。目前這一領(lǐng)域研發(fā)上，團隊還面臨著很多挑戰(zhàn)，“難題雖多，但在南京，產(chǎn)業(yè)鏈上下游互動頻繁、合作緊密，強大的產(chǎn)業(yè)集群讓我們充滿信心。”楊立軍說。
短短一年，英飛源已深度融入產(chǎn)業(yè)集群。“接下來，我們將加大項目投入，發(fā)揮在新能源領(lǐng)域的協(xié)同創(chuàng)新優(yōu)勢，為南京打造世界級智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)集群貢獻專業(yè)力量。”韓濤表示。(記者 王偉健 尹曉宇)
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