原标题:领跑100丨首例DCS“上云”,这家煤电厂“最省煤”
随着风电、光伏等新能源的大规模并网和碳达峰“倒计时“的启动,煤电的“压舱石”角色越发微妙:既要为新能源“腾位置”,又要把煤耗“压到底”,这是摆在每一座煤电厂面前的硬核要求。
中煤新集板集电厂与联想集团携手部署了全球首套云平台+DCS控制系统——用两组数据给出了自己的解法:
一是高弹性。机组在20%超低负荷到满负荷之间全程自动调节,达到国家对"新一代示范机组"的要求。当风能、太阳能充足时,机组可将负荷降至额定功率的20%,为清洁能源让出通道;当新能源波动时,又能快速响应补位,充当电力“调节先锋”。
二是高能效。基于虚拟DCS对给煤量、风门开度等关键参数的精准把控,系统始终运行在最经济区间,供电煤耗降至261.4克/千瓦时,一举打破当时的行业纪录,成为“最省煤”的标杆。
中煤新集板集电厂与联想的这次携手,证明了在能源转型时代,煤电的出路不是退场,而是进化。
破局之难:多领域整合,联想提供“陪跑”式服务
“智慧电厂”的建设是覆盖自动化、信息化、电力数据标准化等多领域整合的难题,电力专用设备由多种供应商的设备构成,相互之间数据互联互通都需要定制开发,并存在一定的不开放性。
中煤新集板集电厂的这一项目,涉及8000个IO控制点、150台边缘模块、DCS系统、海量毫秒级的数据交互,以及严格的安全架构。其需要一个既懂OT(操作技术),又懂IT(信息技术)和DT(数据技术)的“总设计师”,站在全局视角进行项目设计及定制解决方案。
联想便可以充当这一角色。自上世纪90年代起,联想便投入工厂信息化和自动化建设;2015年前后,针对数据系统“烟囱”林立的问题,打造了全球统一数据湖;近几年,这一数据中枢完成AI引擎升级,成为“混合式AI”战略的关键支点。在此前举办的联想中国区2026/2027财年誓师大会上,联想进一步提出了“共创陪跑”服务模式——不只为客户交付产品或方案,更以咨询、方案、服务一体化的方式,陪伴企业走完从规划到落地的全过程。
最终,中煤新集板集电厂选择联想作为“总设计师”。在该项目中,联想既是技术的提供者,也是技术语言的“翻译官”,更是各路生态伙伴的“黏合剂”。其工作起点不再是产品参数,而是电厂的工艺流程和安全红线,是交付价值,同时,联想在项目中展现的“兜底”能力和“陪跑”意愿,也是被认可的关键。
颠覆之新:全球首例DCS“上云”,开创虚拟控制先河
项目的核心突破,在于DCS控制系统从物理硬件“上云”。传统DCS控制系统,采用物理控制器+嵌入式硬件,由DCS厂商提供封闭系统。而在中煤新集板集电厂,联想将DCS控制器虚拟化,部署在生产云的虚拟化环境中——这是国际首例虚拟DCS控制系统应用于大型燃煤发电机组。
这一创新面临的最大风险是系统的稳定性。电力生产不允许任何闪失,虚拟化后的控制系统能否扛住严苛的工业环境?
联想通过构建多冗余机制给出了答案:网络多路径保障通信不中断,高可靠、易扩展的服务器和存储支撑高负载运行,可动态调整的云平台实现资源弹性调度,数据备份系统确保万无一失。最终呈现的,是一套完整覆盖五层的全栈解决方案:
项目概况
第一层:数据中心基础设施。部署了模块化机房,服务器、网络等设备全部安装到位,为智慧电厂提供物理运行环境。这是所有上层应用的“地基”,也是高可靠运行的硬件保障。
第二层:IT基础设施。包括ThinkAgile VX计算存储融合节点、ThinkSystem SR860数据库节点、全闪存储、备份系统等,通过超融合架构实现计算、存储、网络资源的池化。
第三层:云平台整合。构建“生产网+厂级网”两个网,物理隔离、单向传输。生产网部署物联网平台,用于生产设备数据实时采集;厂级网部署大数据平台,实现数据整合与深度分析。两个区域之间采用物理网闸,确保核心生产区的绝对安全。
第四层:自动化融合。这是全球首例虚拟DCS控制系统的核心所在。辅助车间(水系统、灰库、输煤)的云平台控制系统,采用基于DCS控制器虚拟化的方案,利用生产云服务器的算力资源,通过虚拟机加载实时操作系统,实现控制逻辑、监视画面的虚拟化部署。同时,150台物联网边缘计算模块部署在车间,负责毫秒级响应的设备级实时监控与闭环控制——云端往返时延无法满足的控制要求,由边缘模块就地完成。边云协同,各司其职。
第五层:数字化标准。通过LeapHD大数据平台、LeapIOT物联网平台、数据标准平台,构建核心主数据标准,实现编码统一、设备库统一、四码合一。这一层解决了传统电厂数据被设备商控制的“数据主权”问题,将电力生产数据的控制权“还给”用户,实现了从“数据孤岛”到“数据资产”的关键一跃。
五层架构,从物理底座到云平台,从自动化融合到数据治理,层层递进、环环相扣,共同构成了一个完整、可靠、可进化的智慧电厂技术体系。
成效之显:从“20%额定负荷”到“261.4克/千瓦时供电煤耗”,建成智慧电厂行业标杆
这套全球首例的云平台+DCS控制系统,带来了一系列可量化的价值。
调节最活:机组实现20%-100%宽负荷全自动优化运行,调峰深度达到20%额定负荷,大幅领先业内30%-40%额定负荷的普遍水准。升降负荷速率峰值可达每分钟2.5%额定负荷,较传统机组响应速度提升近40%。这正是“煤电由主力电源向调节性电源转变”的实践注脚。
能效最佳:虚拟DCS对机组的全工况精准把控,负荷变化时系统自动调整给煤量、风门开度等关键参数,并始终运行在最经济区间。供电煤耗低至261.4克/千瓦时,大幅低于全国平均水平,年减排二氧化碳15万吨,相当于植树855万棵,刷新同类型机组能效标杆。
指标最优:机组启动时间缩短35%,人工干预减少80%。
如今,走进中煤新集板集电厂二期的集控室,大屏幕上跳动的数据实时更新着机组状态,自动执行的指令正精准调节着每一个阀门。运行人员不再需要像过去那样频繁操作、来回奔走——这套云平台+DCS控制系统,已将20%低负荷到满负荷的全程调节,交给了云端自主完成。
从物理控制器到虚拟化软件,从数据被控到数据自主,从主力电源到调节先锋——板集电厂二期项目,为中国煤电的智能化转型立起了一座标杆。对中国煤电行业而言,这是一条可循的路径:既要为新能源让出空间,又要为万家灯火兜底保障——这对看似矛盾的要求,被技术变成了可兼得的现实。
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