南京國電南自維美德自動化有限公司青年：“小”在當下，“巨”在未來

暮春時節，江蘇省南京市江北新區產業技術研創園內。南京國電南自維美德自動化有限公司（以下簡稱“南自維美德”）科技創新的脈搏，在這里強有力地跳動。

南自維美德隸屬于中國華電集團有限公司所屬國電南京自動化股份有限公司，是一家深耕發電廠熱工自動化、發電廠電氣自動化、新能源場站自動化等發電控制領域，為國內外“風、光、水、火、核、儲、氫”等多種能源電站提供智能化、自動化解決方案的國有高科技企業。

近年來，南自維美德公司聚焦自主可控，針對電力工控關鍵核心技術“卡脖子”問題，胸懷“國之大者”，強化“國家所需、公司所能”使命擔當，堅定自主創新戰略定力，在國內率先開展發電工控系統核心軟硬件國產化替代技術研究，著力掌握一批擁有自主知識產權的關鍵核心技術。成功研制出自主可控分散控制系統（DCS）、重型燃氣輪機控制系統（TCS）、汽輪機數字電液調節系統（DEH）以及全國產化發電機變壓器保護裝置、勵磁系統，打破國外壟斷，實現多個“國內首次”，大幅提升了發電工控系統全產業鏈自主可控水平。相關成果榮獲“中國電力科學技術進步獎一等獎”，入選“2021年中央企業數字化轉型十大成果”“2022年國有企業數字技術十大典型成果”，形成了以“華電睿藍”為核心的發電工控自主可控整體解決方案，并在數十個電廠、數十臺機組得到廣泛應用，有力保障了國家能源電力安全和產業鏈供應鏈安全。2023年，南自維美德成為中國華電首家入選國家級專精特新“小巨人”的基層企業。

“必須攻克關鍵技術，掰開‘卡’在重燃控制領域的國外巨手”

2021年5月25日，對于南自維美德“80后”資深開發設計師陳子靜來說意義重大。

當日9時25分，國內首套自主可控重型燃氣輪機控制系統（TCS）在華電龍游電廠成功并網投運。這標志著中國華電在國內率先完整掌握了重型燃氣輪機控制系統的自主設計、生產、調試、改造等全過程關鍵技術，推動了我國燃氣輪機的國產化發展。

身為該系統研發團隊成員，見證這歷史性的一幕，陳子靜難掩內心喜悅。“看到自己和團隊成員的心血終于換來收獲，我深感振奮，備受鼓舞。”他用一句詩來形容自己當時的心情——“兩岸猿聲啼不住，輕舟已過萬重山”。

燃氣輪機，是國防與能源領域的核心設備，被譽為裝備制造業皇冠上的明珠。而控制系統作為燃氣輪機的“大腦和神經中樞”，是決定機組性能和安全的關鍵系統，也是我國一直努力突破的重型燃氣輪機核心技術之一。

長期以來，燃氣輪機控制系統的設計、組態、調試、維護等相關工作一直由國外廠商提供，形成實際意義上的壟斷，存在“卡脖子”風險，嚴重危及我國的能源安全，自主化研發迫在眉睫。

2015年，陳子靜來到南自維美德工作之初，便對此深有體會。“當時，TCS系統相關工作主要由外國人負責，并收取高額服務費，且國內企業每年都要跟國外相關廠商簽訂長期協議，每年企業維護費用高達上千萬元。”

至今，他仍清晰記得團隊一位耄耋之年老專家遺憾而又期待的話語：“我從事了一輩子燃機控制事業，希望在有生之年，能夠有機會推動并見證燃機控制國產化。”

“俗話說，‘不爭饅頭爭口氣’，我們中國人一定要盡快攻關核心技術，完成燃氣控制系統國產化！”胸懷“科技報國”的使命與擔當，陳子靜不斷深入學習實踐，在燃機控制領域深耕細作。

2020年，面對美國的技術封鎖，中國華電作為能源電力領域的國家隊、排頭兵，勇當技術創新主力軍，吹響自主可控TCS攻關的號角。陳子靜立刻主動請纓，加入南自維美德TCS科研團隊，立志要改變我國在該領域長期受制于人的局面。

“追根溯源，可以發現制約我國燃氣輪機控制系統自主化發展主要存在3個難題，”陳子靜分析，“一是控制策略設計和關鍵控制參數整定等核心技術由國外嚴格封鎖；二是傳統分散控制系統難以滿足燃氣輪機對實時性、控制精度和可靠性的要求；三是燃氣輪機穩定運行區間狹窄，穩定燃燒與低污染物排放難以兼顧”。

陳子靜潛心鉆研，深入研究燃氣輪機對控制系統功能與性能的需求，認真研讀了行業近20年來的200余篇重要文獻，繪制了燃氣輪機1000多頁的控制邏輯SAMA圖，并將所有的邏輯圖爛熟于心。面對棘手的封閉算法模塊，他通過大量數據的反向推演與正向驗證，自主設計了燃氣輪機壓比極限、排氣溫度分散度計算及保護、熱應力計算、燃料控制等核心算法，攻克了一系列重型燃機控制關鍵核心技術。

在項目現場，陳子靜以精益求精的態度，反復梳理系統邏輯，從啟機到并網，每一個節點、環節都不放過。“我們的團隊非常團結，大家齊心協力向一個目標全力以赴。我們知道，關鍵技術要不來，必須把它攻克，實現自主可控。”

2021年5月25日，自主可控重型燃機控制系統TCS在華電龍游電廠9E機組上成功投運，實現了國產化燃機控制系統“首臺套”應用，掰開了“卡”在重燃控制領域的國外巨手。然而，尚未盡情享受勝利的喜悅，陳子靜和團隊又開始緊鑼密鼓地致力于新一輪科研攻關項目，并交出一份份優異的答卷。

2021年，陳子靜投身“F級燃氣輪機控制系統研制與示范應用”項目，完整設計了F級重型燃機全套控制與保護策略，攻克了燃機-汽機牽連控制難題，并于2022年3月11日在華電戚墅堰電廠9F機組成功投運，實現從E級到F級的新跨越。

2022年，一個具有里程碑意義的項目——全國產化F級50MW重型燃機示范項目在華電清遠電廠落地。為將國產化重燃控制系統配套應用到國產燃機，陳子靜擔起項目負責人重任，與團隊共同梳理每一項控制需求，細致推敲每一條控制邏輯，并在控制器內搭建了輕量級的仿真模型，對每一項控制功能進行了全面而深入的測試。在經歷幾十次點火失敗的挫折之后，終于在12月底迎來了點火成功的歷史性時刻，并于2023年3月8日成功通過96小時試運行，實現“國產控制系統+國產燃機”國內首次配套應用，助推我國重型燃氣輪機真正完成從“0”到“1”的重大突破。

2023年6月至2024年6月期間，陳子靜與團隊又相繼攻克了進口E級燃機關鍵控制技術難題，并分別在華電戚墅堰和儀征電廠實現了“國內首次”應用，自此徹底打破了國際三大燃機巨頭的技術壟斷，加速了我國燃機全產業鏈“中國造”進程，為保障能源安全和國家安全奠定了堅實基礎。

一路攀登科研高峰，陳子靜“煎熬并快樂著”。日益長出的白發見證了他日日夜夜的刻苦攻關，而每當看到自己的付出能夠為企業帶來效益，成就感便油然而生。“從事這項工作，不僅僅是為了自身更好的生活，更是為了心中那份崇高的使命感。”

如今，面對國產自研TCS與國際先進系統在智能化方面的技術鴻溝，陳子靜主動肩負起自主研發燃氣輪機智能控制系統的重任。他致力于將人工智能技術與燃氣輪機深度融合，通過機器學習、大數據分析和模式識別等前沿技術，實現對燃氣輪機運行狀態的精準自主調節和智能診斷。為彌補在人工智能領域的短板，他投身南京大學人工智能專業的博士研究，旨在將學術界的前沿成果與自己的實踐經驗相結合。

“我堅信，通過不斷努力，我們一定可以實現對國外技術的全面超越，為國內燃氣輪機控制系統的自主化和智能化發展貢獻自己的智慧和力量。”陳子靜語氣堅定。

“讓追求創新成為意識，讓實事求是成為做事態度”

火電，是利用煤、石油、天然氣等固體、液體燃料燃燒所產生的熱能轉換為動能以生產電能。

在全球能源結構的版圖中，火力發電作為一種歷史悠久的電力生產方式，至今依然占據著舉足輕重的地位。盡管可再生能源的興起，對傳統能源結構產生了深遠影響，但火力發電以其獨特的穩定性和可靠性，仍然是電力系統中穩定供電的重要支撐。

“隨著技術的不斷進步和政策的引導，火力發電行業將更加注重高效、清潔、低碳發展。一方面，通過技術創新和升級改造，提高火電機組的能效水平和環保性能。另一方面，積極推動火電與新能源的融合發展，構建更加可靠的電力系統。”南自維美德開發設計師徐力剛博士說。

徐力剛長期專注于火電機組的機理建模、數據驅動建模和系統辨識等方向的研究，主要工作為開發與火電機組智能控制和智能運行相關的先進應用。三年前，他自東南大學動力工程及工程熱物理專業博士畢業后，來到南自維美德，加入優化控制小組，用實際行動踐行習近平總書記的殷殷囑托——“廣大科技工作者要把論文寫在祖國的大地上，把科技成果應用在實現現代化的偉大事業中”。

“南自維美德一項重要的業務聚焦于電廠的控制系統——分散控制系統（DCS）。DCS可以看作是電廠的‘大腦’，而我們優化控制小組的目標是找到更加優化的算法和控制策略，讓電廠控制過程精度更高，讓電廠的‘大腦’更加‘聰明’。”徐力剛說。

在我國新型電力系統建設提速的背景下，火電作為保障和支撐作用，要承擔起快速變負荷和深度調峰等一系列任務，“讓燃煤機組更加靈活，更加智能化”。近年來，徐力剛和團隊的重要科研方向，就是將分散控制系統DCS不斷優化，并逐漸轉型搭建智能分散控制系統ICS，“整個過程就像搭積木一樣，一步一個腳印，不斷砥礪前行”。

從DCS到ICS的轉型過程中，徐力剛注重探索創新，積極將博士期間所學的專業知識、當下前沿的技術方法應用于實際工作當中，努力拓寬自身的技術視野。為了使研發和工程相輔相成，精準契合工程需求，他和團隊成員每年積極走訪10家左右電廠，從實踐中積累經驗，足跡遍布全國各地。在深入調研中，徐力剛全方面了解電廠和運行人員的具體需求，再將需求一一梳理，最終“將人為的操作習慣轉化為機器語言”。

此外，徐力剛不斷深入學習專業知識，了解最前沿的行業發展趨勢。他通過調研中國華電、國家能源和中國大唐等多個集團的標桿智慧電廠示范應用情況，參與自動化年會、智慧電廠論壇、亞太電協會議等多個學術年會并作發言，形成了多份高質量調研報告，包括《2022智能電廠建設現狀報告》、《2022智慧電廠產業洞察白皮書》、《2023智慧電廠產業洞察白皮書》和《人工智能技術調研及發展規劃報告》等。他將所學、所看、所用，整理成相關材料，便于團隊成員查看及進行技術補充。

既要做好前期調研，也要做好現場調試。“燃煤電廠需要24小時不間斷運行，當拿著產品去部署的時候，一旦出現問題，將會導致電廠產生巨額利潤損失。”每次現場部署，徐力剛都憑借過硬的專業知識以及嚴謹的工作態度圓滿完成調試任務。

科研過程總是充滿挑戰。“外方已有理論和產品并不完全適用國內。我們要生產完全符合中國電廠和中國人習慣的產品，這就要求我們必須矢志不渝，自主創新。”徐力剛舉例，在對仿真系統進行優化控制算法及策略構建的過程中，失敗是很常見的，有時候甚至十天半個月都毫無進展。他和團隊堅持不懈，窮盡一切辦法，反復思考和驗證，最終克服困難，獲得成功。

ICS是一個龐大的體系，它包括系統本身和很多智能應用，在團隊的共同努力下，我們通過不斷搭建和增補，終于在2024年年底，將ICS架構和整體體系建立起來。優化控制和智能控制相關產品已經應用十余套。”徐力剛說。

他對科研的理解是，“讓追求創新成為一種意識，讓實事求是成為一種做事態度”。“我一直在平衡這兩個方面——創新應該刻在骨子里，但也要重視現場的實際需求，兼具實用性和可靠性，兩者相互結合，科研成果才能夠成功轉化，給國家和社會帶來福祉。”

今后，徐力剛希望在加強本崗位本專業領域學習的同時，拓寬自己的視野，通過學科交叉、業務交叉的方式不斷追求創新，將所學專業知識應用于實際生產，為電力自動化行業作出更多貢獻。

“正是0.1%的積累，終將讓國家從‘跟跑’走向‘領跑’”

走進南自維美德，企業背景墻上“科技報國，創新發展”八個鮮紅的大字首先映入眼簾——這是南自維美德的企業使命，也是“90后”開發設計師劉宇堅守工作崗位的初心。

2021年，從東南大學能源與環境學院畢業后，劉宇發現自己身邊的一些同學都在積極適應信息、互聯網新興產業及交叉學科發展，紛紛選擇“轉行”，加入互聯網大廠程序員隊伍之中。

在擇業的十字路口，劉宇堅定地認為，在國家能源轉型的歷史節點，在行業需要技術突破的時刻，總要有人以專業為錨，扎根這片熱土。“在‘雙碳’背景下，構建以新能源為主體的新型電力系統是未來的發展趨勢，作為新時代的能環學子，我希望自己不僅是見證者，更是建設者。”

懷揣科技報國的初心和使命，2021年7月，劉宇通過校招入職南自維美德，主要負責新能源電力系統領域工作。

當年11月18日，由南自維美德自主研發的海上風電一體化監控平臺以及風機能效分析與故障預警系統在中國華電首個海上風電——福清海壇海峽300MW海上風電項目成功投運，標志著南自維美德在海上風電自主研發領域取得新突破，進一步提升了海上風電場生產運維水平。

“入職伊始，我積極投入該系統投運工作以及投運后的主動支撐和智慧運維工作。”劉宇說，海上風電場規模大，各類子系統多達數十個，且相互獨立。大型海上風電場一旦因故障退出運行，經濟損失巨大，甚至威脅負荷中心用電安全。傳統分散式監控難以實現對各類數據深度整合應用，更無法實現風電場主動支撐能力和智能化運維水平大幅提升，亟須打通信息孤島，形成一體化監控總體架構。

“實現海上風電全景一體化智能監控，主要面臨海量異構數據實時靈活處理難，新能源出力高隨機下主動協同支撐難，復雜多變工況下高效可靠運維難等問題。當時，國內外沒有成熟的理論和實踐可借鑒。”劉宇說。

面對挑戰，劉宇和團隊攻堅克難，迎難而上。針對海上風電場運行的特殊性要求，南自維美德整合了海上風電機組、海上升壓站、陸上集控中心的監控系統，提出了海上風電場一體化監控及智慧運維解決方案，研制的海上風電場一體化監控平臺具備超大容量、超大規模實時數據并發處理能力，技術先進、功能完備，能夠為海上風電場的調度、運維、運營各專業提供數據調用、數據監控、數據分析與數據展現等服務，有效解決了多個子系統融合問題，實現了海上風電場的智慧生產運維，降低了風電場運營成本。

針對海上風電機組發電性能無法數字量化、性能劣化無法準確評估等問題，劉宇和團隊依托豐富的數據分析經驗以及深厚的算法模型積累，提出了基于智能算法的風電機組能效評價體系與故障預警解決方案，建立了基于預警的檢修新模式，做到數字化評估與提前預警，降低了機組故障給發電企業帶來的安全隱患和經濟損失。

“我們攻克了大型海上風電一體化監控系統的全景數據平臺技術，突破了面向海上風電場友好并網的主動支撐控制技術，構建了基于風機能效分析和故障預警的智慧運維新模式，經多名院士專家鑒定，項目成果整體達到國際領先水平。”劉宇說。

在劉宇和團隊開拓創新、銳意進取的過程中，我國新型電力系統和新型能源體系也在加速構建。截至2024年底，我國新能源累計裝機容量突破14.5億千瓦，占電源總裝機的43.3%，歷史性超越火電成為第一大電源，標志著能源結構轉型進入新階段。然而，高比例新能源并網帶來的隨機性和波動性，對電力系統調控提出了嚴峻挑戰。在劉宇看來，“新能源功率預測作為‘人工智能+’國家行動在能源領域的核心應用場景，通過深度融合人工智能算法與電力系統需求，顯著提升了新能源并網穩定性”。

劉宇深入產業一線開展技術對接，進行工程服務與技術支持，了解用戶需求，確保產品設計與市場需求緊密結合，持續打通從實驗室到工程現場的“最后一公里”。他從技術與管理雙重維度，進行“歷史-實時-預測”三位一體的數據治理，提出人工智能預測生態，集成特征工程、參數優化及在線學習模塊，實現多模型并行優化，構建全流程閉環預測管理體系，有效提高新能源功率預測水平，研發成果應用于中國華電、中國華能、中國大唐、中國節能等能源央企，豐富了公司新能源場站電氣二次解決方案產品體系。

“在科技創新的道路上，重要的、有待于去解決的問題一定是很難的，一定是經歷多次失敗總結經驗才有可能成功的，但我們還是要去做，要堅持核心技術的自我突破。”回望自己的科研道路，劉宇感慨，“當我們攻克一個技術難點時，可能只是行業進步的‘0.1%’，但這‘0.1%’的積累，終將讓我們國家在這個行業實現從‘跟跑’到‘領跑’，功成不必在我，功成又必定有我”。

2023年，南自維美德入選國家級專精特新“小巨人”企業。這讓南自維美德青年深受振奮，備受鼓舞。劉宇認為，這充分彰顯了公司以創新驅動為核心的發展理念。“企業濃厚的創新氛圍源于對技術研發的持續投入、產學研深度融合的機制保障以及鼓勵突破的開放包容文化，這種環境為青年人才提供了實踐前沿技術、攻克行業難題的廣闊舞臺。”

“小”在當下，“巨”在未來。劉宇說，作為致力于“專精特新”發展的青年力量，站在新征程起點，要堅持“為綠水青山添彩，為美好生活賦能”發展理念，以更前瞻的視野推動綠色技術創新與智能化轉型，加速關鍵核心技術攻關與成果轉化，強化向“新”向“綠”發展定力，積極融入和服務新型能源體系和新型電力系統構建，為中國華電加快建設一流清潔低碳能源企業貢獻青春力量。

責任編輯 華南