隨著風電、光伏等新能源的大規模并網和碳達峰“倒計時”的啟動,煤電的“壓艙石”角色越發微妙:既要為新能源“騰位置”,又要把煤耗“壓到底”,這是擺在每一座煤電廠面前的現實需要。
近期,中煤新集板集電廠與聯想集團攜手部署全球首套云平臺+DCS控制系統,用兩組數據給出獨特解法:
一是高彈性。機組在20%超低負荷到滿負荷之間全程自動調節,達到國家對“新一代示范機組”的要求。當風能、太陽能充足時,機組可將負荷降至額定功率的20%,為清潔能源讓出通道;當新能源波動時,又能快速響應補位,充當電力“調節先鋒”。
二是高能效。基于虛擬DCS對給煤量、風門開度等關鍵參數的精準把控,系統始終運行在最經濟區間,供電煤耗降至261.4克/千瓦時,一舉打破當時的行業紀錄,成為“最省煤”的標桿。
本次中煤新集板集電廠與聯想的成功聯手,證明在能源轉型時代,煤電的出路不是“退場”,而是“進化”。
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破局:多領域整合,催生“陪跑”式數據服務
“智慧電廠”的建設是覆蓋自動化、信息化、電力數據標準化等多領域整合的難題,電力專用設備由多種供應商的設備構成,相互之間數據互聯互通都需要定制開發,并存在一定的不開放性。
中煤新集板集電廠的這一項目,涉及8000個IO控制點、150臺邊緣模塊、DCS系統、海量毫秒級的數據交互,以及嚴格的安全架構。其需要一個既懂OT(操作技術),又懂IT(信息技術)和DT(數據技術)的“總設計師”,站在全局視角進行項目設計及定制解決方案。
自20世紀90年代起,聯想便投入工廠信息化和自動化建設。2015年前后,其針對數據系統“煙囪”林立的問題,打造了全球統一“數據湖”。近幾年,這一數據中樞完成AI引擎升級,成為“混合式AI”戰略的關鍵支點。在此前舉辦的聯想中國區2026/2027財年誓師大會上,聯想進一步提出“共創陪跑”服務模式——不只為客戶交付產品或方案,更以咨詢、方案、服務一體化的方式,陪伴企業走完從規劃到落地的全過程。
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最終,中煤新集板集電廠選擇聯想作為“總設計師”。在該項目中,聯想既是技術的提供者,也是技術語言的“翻譯官”,更是各路生態伙伴的“黏合劑”。其工作起點不再是產品參數,而是電廠的工藝流程和安全紅線,是交付價值。同時,聯想在項目中展現的“兜底”能力和“陪跑”意愿,也是被認可的關鍵。
顛覆:全球首例DCS“上云”,開創虛擬控制先河
項目的核心突破,在于DCS控制系統從物理硬件“上云”。傳統DCS控制系統,采用物理控制器+嵌入式硬件,由DCS廠商提供封閉系統。而在中煤新集板集電廠,聯想將DCS控制器虛擬化,部署在生產云的虛擬化環境中——這是國際首例虛擬DCS控制系統應用于大型燃煤發電機組。
這一創新面臨的最大風險是系統的穩定性。電力生產不允許任何閃失,虛擬化后的控制系統能否扛住嚴苛的工業環境?
聯想通過構建多冗余機制給出答案:網絡多路徑保障通信不中斷,高可靠、易擴展的服務器和存儲支撐高負載運行,可動態調整的云平臺實現資源彈性調度,數據備份系統確保萬無一失。最終呈現的,是一套完整覆蓋五層的全棧解決方案:
項目概況
第一層:數據中心基礎設施。部署模塊化機房,服務器、網絡等設備全部安裝到位,為智慧電廠提供物理運行環境。這是所有上層應用的“地基”,也是高可靠運行的硬件保障。
第二層:IT基礎設施。包括ThinkAgile VX計算存儲融合節點、ThinkSystem SR860數據庫節點、全閃存儲、備份系統等,通過超融合架構實現計算、存儲、網絡資源的池化。
第三層:云平臺整合。構建“生產網+廠級網”兩張網,物理隔離、單向傳輸。生產網部署物聯網平臺,用于生產設備數據實時采集;廠級網部署大數據平臺,實現數據整合與深度分析。兩個區域之間采用物理網閘,確保核心生產區的絕對安全。
第四層:自動化融合。這是全球首例虛擬DCS控制系統的核心所在。輔助車間(水系統、灰庫、輸煤)的云平臺控制系統,采用基于DCS控制器虛擬化的方案,利用生產云服務器的算力資源,通過虛擬機加載實時操作系統,實現控制邏輯、監視畫面的虛擬化部署。同時,150臺物聯網邊緣計算模塊部署在車間,負責毫秒級響應的設備級實時監控與閉環控制——云端往返時延無法滿足的控制要求,由邊緣模塊就地完成。邊云協同,各司其職。
第五層:數字化標準。通過LeapHD大數據平臺、LeapIOT物聯網平臺、數據標準平臺,構建核心主數據標準,實現編碼統一、設備庫統一、四碼合一,解決傳統電廠數據被設備商控制的“數據主權”問題,將電力生產數據的控制權“還給”用戶,實現了從“數據孤島”到“數據資產”的關鍵一躍。
五層架構,從物理底座到云平臺,從自動化融合到數據治理,層層遞進、環環相扣,共同構成了一個完整、可靠、可進化的智慧電廠技術體系。
成效:20%額定負荷+261.4克/千瓦時供電煤耗,打造智慧電廠標桿
這套全球首例的云平臺+DCS控制系統,帶來一系列可量化的價值。
調節最活:機組實現20%—100%寬負荷全自動優化運行,調峰深度達到20%額定負荷,大幅領先業內30%—40%額定負荷的普遍水準。升降負荷速率峰值可達每分鐘2.5%額定負荷,較傳統機組響應速度提升近40%。這正是“煤電由主力電源向調節性電源轉變”的實踐注腳。
能效最佳:虛擬DCS對機組的全工況精準把控,負荷變化時系統自動調整給煤量、風門開度等關鍵參數,并始終運行在最經濟區間。供電煤耗低至261.4克/千瓦時,大幅低于全國平均水平,年減排二氧化碳15萬噸,相當于植樹855萬棵,刷新同類型機組能效標桿。
指標最優:機組啟動時間縮短35%,人工干預減少80%。
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如今,走進中煤新集板集電廠二期的集控室,大屏幕上跳動的數據實時更新著機組狀態,自動執行的指令正精準調節著每一個閥門。運行人員不再需要像過去那樣頻繁操作、來回奔走——這套云平臺+DCS控制系統,已將20%低負荷到滿負荷的全程調節,交給云端自主完成。
從物理控制器到虛擬化軟件,從數據被控到數據自主,從主力電源到調節先鋒——板集電廠二期項目,為中國煤電的智能化轉型樹立了標桿。對中國煤電行業而言,這是一條可循的路徑:既要為新能源“讓出空間”,又要為萬家燈火“兜底保障”——看似矛盾的要求,依托技術賦能,成為可落地的現實。(作者:雪玲)
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