自改革开放以来，我国发电产业得到迅猛发展，已成为名副其实的发电大国，正在向发电强国迈进。而随着发电产业实力的逐步提升，我国在发电关键核心技术上受制于人的问题逐渐成为制约发展的瓶颈。依据“‘十四五’规划和二〇三五年远景目标纲要”部署以及国家在推进“安可替代”工作中提出的要求，发电行业应加大技术攻关，加强试点工作，加快推进替代工作、国产操作系统能替尽替。

中国大唐集团科学技术研究总院华北电力试验研究院积极响应国家方针政策，在集团公司支持下，发挥自身长期以来在生产运行、基建调试、DCS改造、核心技术研发等方面积累的优势，与DCS厂家合作开发，将大唐集团自有研究成果凝练、固化，通过集成创新赋能传统DCS，打造出自主可控、自有品牌、自有标准、可复制、可推广、可展示的智能控制平台——“大唐ICS”。

传统DCS虽在常规计算控制、监控报警等功能的实现上发挥着重要作用，但无法实现故障预警、诊断分析、先进智能控制等功能，同时也未全部实现自主可控。而在“双碳”目标下为了消纳更多可再生能源，火电机组正面临深度调峰、快速调节、快速启停等更高的控制要求，加之火力发电过程工艺流程繁杂、设备众多、工况多变，其系统设备运行特点、控制需求各异，亟待先进控制策略的引入与应用，以更好地适应“两高一低”新型电力系统发展需要。

在此“机遇与挑战并存、希望与困难同在”的形势下，大唐科研总院引领开展“大唐ICS”设计研发，打造具有大唐特色的智能控制产品。项目组成员在几个月间，横跨四省多地，积极开展研发改造工作，攻坚克难、共克时艰，最终迎来了“大唐ICS”的成功上线。

心怀理想，万苦却不停足

未来，可再生能源将成为第一大电源，而可再生能源的随机性、波动性和间歇性，将大大提高电网的调峰、调频难度，常规煤电将逐步转化为调节性和保障性电源。为了提高可再生能源消纳比例，煤电机组面临每日周期性深度调峰和配煤掺烧等问题，对机组深度调节、快速爬坡、快速启停、低负荷燃烧稳定性、低负荷污染物排放达标等提出更高要求，煤电机组需要灵活性改造，引入更先进的控制技术。

大唐华北电力试验研究院自成立以来坚持开展先进控制技术应用研究，开发多种基于人工智能的控制优化和运行优化产品，形成百花齐放的局面。各产品分属不同部门，所用编程语言、架构和硬件各不相同，在面对煤电运行新的挑战难题，需要合力破解。为此，大唐华北院结合现有研究成果，统一规划产品体系，形成大唐ICS智能控制产品体系，联合DCS厂家和软件开发公司，将不同产品统一规划并移植重构，一体化集成到DCS中。在这个过程中，各产品从微软INTEL平台移植到国产麒麟飞腾平台，同时尽量保持编程语言不变、各自维护、相对独立。

大唐华北院组织各产品研发负责人，去福州进行ICS软件开发对接，讨论ICS平台每一个功能需求及概要设计，讨论各产品移植开发方案，最终将多达7种编程语言集成到一套ICS软件中。

攻坚克难，共展团结风范

严谨细致的调查研讨为“大唐ICS”的研发测试定锚稳舵。此后，项目组成员赶赴南京，紧锣密鼓地开展逻辑组态、线下测试等工作。而巨大的工作量、紧张的疫情防控、有限的开发时间等等，又为项目组提出了一个个难题。面对客观环境的种种困难与研发工作出现的各类问题，科研人员以坚定的信念、饱满的热情和过硬的技术实力团结奋斗、迎难而上，高质量完成开发任务。

八大功能模块统一搭载、七种编程语言集成、百余页逻辑组态、八千多个报警条目整理……“大唐ICS”开发测试所包含的工作纷繁复杂，对项目组成员的工作态度、技术水准和精力体力可称得上是一次严苛的磨练。同时，由于新冠疫情的影响，原定于福州启动的许多前期开发工作无法正常如期进行，被调整至南京并行开展，使得有限的研发测试时间变得更加紧迫。而本应顺序进行的工作变为并行开展，这对整个团队的合作协调、沟通交流都提出了更高的要求，对各研发小组的专业素质更是一场重大的考验。除此之外，“大唐ICS”在南京开发测试期间，恰逢江苏省“能耗双控”政策推进，工业园区限电限产，又给研发工作增加了一道难关。

在重重考验与种种困难的包围下，华北院项目团队逆风而上，带领各单位研发人员，克服限电带来的不便，深入研究，沟通研发细节、攻克技术难关，紧紧把握有限的开发时间通力合作。

华北院将锅炉燃烧优化控制、性能计算及耗差分析、智能预警及故障诊断等等，这些基于神经网络、贝叶斯网络、粒子群多目标优化等先进控制原理的发电厂系统控制算法封装至高级应用服务器；并将汽温优化控制、协调控制优化、智能脱硝优化、智能吹灰优化等各类功能应用模块化后集成于高性能控制器，构建起了一套统一的产品体系，搭载于“大唐ICS”智能控制系统平台。并且，华北院项目团队研究制定了统一数据接口规范，使得“大唐ICS”平台可实现与各品牌DCS无缝集成，做到完全自主可控且快速推广使用。此外，项目开展了加密认证系统和安全保障设计，保证机组安全稳定运行，实现了自主知识产权保护。

“宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。”60天的日日夜夜，不仅经历了南京由夏末到深秋的季节更替，还见证了“大唐ICS”从蓝图勾勒到规模初具的飞速成长。华北院项目组在有限的时间和条件下，圆满完成了“大唐ICS”各功能模块的算法移植封装、逻辑组态、测试调整工作，为下一阶段奔赴内蒙古托克托正式进行“大唐ICS”现场装载、调试打下了坚实的基础。

落地调试，同非一马平川

依托内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司2号机A修DCS改造项目，“大唐ICS”的现场装载与调试同步展开。项目组研发人员在此前的开发测试阶段团结合作、艰苦奋斗、攻坚克难，解决了许多调试与集成的技术难题，已基本完成了软件开发和逻辑组态工作。但团队成员们没有志得意满而就此松懈，而是十分珍惜点火前的每一分每一秒，马不停蹄地踏上前往托电落地调试的征程。

十月后的托克托，是格外寒冷的。与南京不同，托克托三四级的冷风中裹挟着黑色的粉尘，电厂前的大路上总会有深红色的大型货车疾驰而过。项目组成员每天8点钟起床集合，吃完早饭后就要徒步近30分钟向工程师站和机柜行进。在最后的近一个月里，团队成员每天冒着凛冽的寒风，注意复杂的路况，没有消极的言语，心中只想着更好地完成调试任务。

除了恶劣的自然环境，并不充裕的时间也是项目组成员所要面对的挑战。时间像一匹引着大家不断向前的白驹，牵着项目组中的每个人，难以停下前进的步伐。随着托电2号机组启机点火及并网期限的步步临近，为了按时完成集团公司、科研总院交予的项目任务，项目组中的全体成员常一同奋战到深夜凌晨，以实际行动展现出作为大唐科研总院技术人员所具有的坚毅品格以及不达目的誓不罢休的不挠精神。

然而，仅有坚毅品格是远远不够的。设备开发的过程从来不是一帆风顺，问题与状况也总是突如其来。在开发过程中总是会出现了大大小小的问题，例如：常规的DCS系统版本过于老化、没有开发过针对第三方软件平台的一体化集成接口。所以项目组成员必须按照“大唐ICS”的设计、需求、方案，针对相应数据库、画面、逻辑以及通讯接口进行从无到有的开发。项目成员统筹工作量、分析报错原因、讨论技术路线、着手修改完善，快速有效地解决实际问题，克服项目开发中的重重困难，充分发挥并生动体现了科研院所的研究开发能力。

托电2号机组投入运行后，“大唐ICS”的上线运行预计能够有效降低主蒸汽温度控制的动态、稳态偏差，减少机组设备磨损，延长锅炉金属管材寿命，减少爆管事故的发生。同时，封装于高级应用服务器的锅炉燃烧优化控制算法则突破了传统控制无法对多变量、多目标、强耦合、大延迟系统进行有效控制的局限，尤其解决了目前动态变负荷调节的难题，并通过分级燃烧、精细配风，实现煤耗与环保的协调优化。再结合智能脱硝模块，能够在有效提升锅炉效率的前提下，解决按需喷氨的控制难题，降低氮氧化物的生成，实现污染物排放的全程智能优化控制。

经过产品设计、研发、测试到上线运行，大唐华北院在创建“大唐ICS”品牌的同时，构建了一套统一智能控制产品体系，制定了统一接口规范和标准，避免各项目重复开发，实现了产品标准化，提升了先进技术落地应用的速度。“大唐ICS”由大唐华北院研究团队引领开发，在不断探索、修正、锤炼与打磨中成长，成为智慧电厂构架设计中的核心平台，实现智能控制技术的工程应用，真正令科学技术转化为生产力。同时，整个开发过程不仅为发电厂智能控制技术研发应用与项目建设积累了宝贵经验，也为电力行业培养了一批能够开发智能控制和智能运行应用的青年人才队伍。

2021年11月，内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司2号机组顺利并网，标志着首个“大唐ICS”示范工程成功上线，也标志着中国大唐集团在智慧电厂建设的探索之路上已成功迈出扎实的一步。“大唐ICS”的研发与创建，是火力发电厂智能控制平台自主研发设计的有益尝试与成功探索。如今“大唐ICS”的研发与建设已扬帆起航。“路漫漫其修远兮”，今后大唐华北院更将脚踏实地、勇往直前、迎难而上，在构建和完善“大唐ICS”智能控制生态体系的路上不懈前行、“上下求索”，为智慧电厂建设、智能控制系统研发添砖加瓦。