近日，由国务院国资委举办的第七届中国企业论坛国有企业社会责任平行论坛在北京举行。论坛公布了《中央企业上市公司环境、社会及治理（ESG）蓝皮书（2024）》，南网储能公司申报的《以智提质，我国抽水蓄能核心控制系统首次实现“芯片级”自主可控》成功入选蓝皮书“社会”类优秀案例。
案例全文
南网储能:以智提质，我国抽水蓄能
核心控制系统首次实现“芯片级”自主可控
（一）抽水蓄能电站用上“国产大脑”
日前，我国自主研制的抽水蓄能成套核心控制系统安全启动超过2500次、累计运行时长超过25000小时，标志抽水蓄能机组四大类核心控制子系统均成功实现了全面国产化，也意味着我国在抽水蓄能领域达到关键核心技术的完全自主可控，有力增强了我国能源产业链供应链的安全性。
抽水蓄能成套核心控制系统由计算机监控、调速、励磁、继电保护等四大类子系统组成，被喻为抽水蓄能电站和机组的“大脑”和“神经系统”。其中，计算机监控系统相当于“中枢神经”，调速器和励磁系统是保障电压和频率稳定的“周围神经”，而继电保护系统则是保障系统安全稳定运行的“免疫系统”。
这套系统国产化水平大致可分为“设备级”“部件级”和“芯片级”，其中“芯片级”自主可控水平最高，要求整套设备中的关键技术芯片全部国产。而在此前，我国抽水蓄能电站核心控制系统主要元器件均为进口设备，特别是芯片，均为国外生产，备品备件更新艰难，控制程序均为“黑匣子”，核心功能优化存在“盲区”，关键技术面临“卡脖子”的不利局面。
2021年2月，南网储能公司牵头组建联合研发团队，正式启动抽水蓄能核心控制系统“芯片级”自主可控的研发攻关，全面对抽水蓄能核心控制系统开展元件比选适配、技术功能研发、控制逻辑优化、调试试验等工作。2022年5月，“芯片级”自主可控的继电保护系统率先在惠州抽水蓄能电站5号机组并网试运行。2023年1月，“芯片级”自主可控的调速系统和励磁系统在广州抽水蓄能电站7号机组并网试运行。2023年7月，“芯片级”自主可控的计算机监控系统在惠州抽水蓄能电站并网试运行。2023年4月和2023年9月，调速系统和励磁系统先后通过科技成果鉴定，设备关键性能达到国际领先水平。截至目前，研发团队累计完成重大技术创新40项，其中21项技术填补国内空白。
△2023年4月，我国首套国产化抽水蓄能调速器系统在广州进行科技成果鉴定，结果达到国际领先水平
有高度：坚信“中国制造”
一定能彻底打破“卡脖子”现状
据统计，抽水蓄能机组四大类核心控制系统，涵盖核心控制器、调节器等206种设备，包含各类元器件近12万个。研发我国完全自主可控的抽水蓄能核心控制系统是一项“工程浩瀚”的集成创新。设备选型是整个研发工作的第一步，也是后续研发环节顺利实施的关键一步。
“整个攻关不是别人要我们做，而是我们主动要做，总得有人迈出这一步，支撑我们前行的动力是坚信抽水蓄能领域的‘中国制造’最终一定能彻底打破‘卡脖子’现状”，项目攻关团队总负责人、南网储能检修试验分公司副总经理巩宇感慨地说到。调研技术领域的制造业现状，选择能达到研发合作要求的设备供应商，成为研发初期各攻关小组的共同任务。
走进巩宇的办公室，国家杰出贡献科学家钱学森的相片醒目入眼，而钱老那句“外国人能搞，我们中国人就不能搞？”也成为了两年多来他与团队成员共勉最多的“加油令”。正是基于“这口气”，核心技术攻关不断取得突破，关键技术部件从无到有，产品核心性能迭代升级。
△研发团队有序开展广州抽水蓄能电站7号机组的励磁系统现场动态调试工作
有创新：以技术路线创新保障系统性能可靠
相比于常规水电站，作为灵活调节电源的抽水蓄能电站，其核心控制系统的工况更为复杂，起停更加频繁，需要实现的功能更多，对整套系统可靠性的要求更高。
如果把整个攻关过程比作盖一座高楼，设备选型仅仅是完成了建造的“施工选材”，功能研发则要求全面系统完整地制定“施工方案”，其难度不言而喻。面对四大类系统的不同职责功能，团队“因地制宜”地采取不同技术手段，确保“不同类系统，同一样可靠”。
计算机监控系统方面，团队自主建立了基于混合连接的高效组网方式和边缘协同的高效数据采集网络，研发可多线程并列运行的机组流程控制程序和基于全量SOE设计的数据采集策略，同时自主设计了成套控制软件程序，其中创新开发了40余种功能，优化了320个控制模块性能，实现了机组监控系统功能的有效输出。
调速系统方面，团队深入研究系统导叶动作的同步控制及不同步可靠监视功能，提出满足高精度数据控制、完整PID闭环调节、多工况启停及稳定运行等要求的系统设计，在控制上具备高度的完整性，以实现各功能高效协同，避免误调误控。2023年4月18日，由中国工程院院士张勇传领衔的评审专家委员会对团队研发的调速系统进行科技成果鉴定，认定产品基于云边端协同的数智调速系统状态智能分析与故障预警、多接力器同步协调控制技术等达到国际领先水平。
励磁系统方面，团队严格把关成套励磁设备采用国产芯片后的采样精度和运算速度，严苛依据国标要求完成全套控制模型测试，创新性地采用全柜TCP传输，数据采集和检测性能得到了大幅提高。2023年9月2日，由中国电力科学研究院等9家单位（机构）的专家组成的评审专家委员会对团队研发的励磁系统进行科技成果鉴定，认定产品核心技术达到国际领先水平。
继电保护系统方面，为确保研发保护装置与其他保护装置互不干扰，实现主要模块可与现有保护装置兼容，团队对保护配置及参数定值整定功能深入研究，设计出自主可控的保护装置单独组屏功能。
整个功能研发的历程，也是研究成果不断涌现的过程。“一种蓄能机组监控分析设备”“适用于抽水蓄能机组的调速模拟系统”等25项知识产权成果相继形成。
有成效，可推广：一丝不苟应对“终极大考”
技术攻关的成果需要检验，产品研发的价值全在运用。南网储能公司选取广州抽水蓄能电站和惠州抽水蓄能电站作为各首套核心控制子系统的实用平台，综合技术攻关进程和机组停电检修计划，分批次地推进新产品并网运行。
安装调试是产品投用前的“临门一脚”，然而“这一脚”绝非容易，需要对产品的各项性能进行全方位检验。“安装调试是整个研发攻关工作的‘终极大考’，机组停电安排不等人，一旦产品抵达了厂房，只有两个结果，性能测试合格，投用；性能测试不合格，从头再来”，励磁系统和继电保护系统技术攻关负责人陈强介绍。经过紧张的筹备，最终，计算机监控系统、调速系统、励磁系统、继电保护系统，顺利完成投运前全部工况试验与调试工作。
2023年，在广州、惠州两座抽水蓄能电站，各核心控制子系统成功调试投用后的欢呼声一次又一次响彻厂房上空；运行均超过10年的抽水蓄能机组旁，一套套崭新的国产化控制保护系统屏柜稳固安立，与四周进口设备形成鲜明对比……这些都成为科技自立自强在我国抽水蓄能领域镌刻下的难忘印记。
△我国首套全国产化抽水蓄能调速器系统在广蓄抽水蓄能电站机组投用
随着国家碳达峰、碳中和战略目标的提出，新型电力系统加速建设，抽水蓄能电站大规模开发，装机容量占比大幅提高。南网储能检修试验分公司牵头组建技术攻关团队，围绕工控系统“卡脖子”关键技术，先行先试研究基于全国首个国产芯片数字式控制器及状态智能分析的抽水蓄能调速控制系统，推进抽水蓄能行业“全国产化”由主机设备向控制系统延伸，有力增强我国抽水蓄能产业链供应链的竞争力和安全性，打破国外厂家在大型抽水蓄能机组调速系统的技术依赖，有力推动上下游产业链智能化和数字化升级，打造自主可控能源生态，对促进我国水电事业蓬勃发展并引领世界水电装备发展具有重大意义。