近年來，江蘇南京致力于打造智能電網國家先進制造業集群，產業規模占全國市場80%。7月6日，習近平總書記來到其中一家代表性企業——南瑞集團考察調研，聽取南京市打造智能電網國家先進制造業集群總體情況介紹，察看企業自主可控技術產品展示。習近平總書記指出，能源保障和安全事關國計民生，是須臾不可忽視的“國之大者”。要加快推動關鍵技術、核心產品迭代升級和新技術智慧賦能，提高國家能源安全和保障能力。
近日，本報記者走進南京智能電網產業集群，走訪了3家具有代表性的企業，既有南瑞集團這樣有著50年創新發展史的老牌龍頭企業，也有英飛源這樣初到南京的新生力量，探尋這個國家先進制造業集群的發展密碼。
——編者
龍頭企業引領，帶動鏈條升級，江蘇南京智能電網產業集群已擁有相關企業近1200家。目前，南京搶抓新一輪能源革命重大戰略機遇，加快推進產業基礎再造提升、產業鏈條提檔升級、智能綠色全面覆蓋，聚力構建世界級智能電網產業集群先行示范區。
龍頭引領創新，筑牢大電網安全防線
炎炎夏日，南京的用電負荷處于高位。國網江蘇電力負荷管理中心，工作人員正在進行空調降溫負荷模擬測試。下午2點，南京市區的85戶商業樓宇空調用戶同步將設定溫度從24攝氏度調整至26攝氏度，用電負荷下降約2400千瓦，一個小時后“讓出”相當于300戶普通居民家庭一天的用電量。
精準可靠的調度離不開精準負荷控制系統的應用，其研發者是南瑞集團的薛峰技術團隊。“過去，為保障電網安全，不得不給工廠限電。有了這套系統，就可以更好地滿足生產生活的用電需求。”國家電網首席專家、南瑞集團首席專家、系統保護實驗室主任薛峰說。
精準負荷控制系統只是南瑞集團持續攻關的大電網系統保護中的一個子系統。隨著新技術、新方法的廣泛應用，電網安全穩定運行的要求越來越高，2016年開始，南瑞集團就著手系統保護研發。
盡管研究經驗豐富，但接到系統保護建設任務時，薛峰團隊依然感到壓力巨大——中國電網是世界上電壓等級最高、規模最大、控制運行最復雜的交直流混聯電網，“國內外沒有任何先例可以借鑒。”
“最大的難題是總體框架怎么搭。”薛峰回憶，剛開始，團隊試圖通過完善傳統方法讓控制更精準有效，可仿真實驗做了一輪又一輪，哪怕將傳統方法應用到極致，還是解決不了一些問題。
既然傳統方法走不通，那就打破常規，繼承、發展并重構一套新的控制系統。
研發團隊查閱大量材料，通過密集“迭代”新想法，終于提出系統保護建設的總體方案。2016年5月，方案通過了電力行業6位院士在內的20位資深專家參加的評審。
正當大家為翻過一座“險峰”長出一口氣時，棘手的問題又來了。首個工程應用——華東電網開展系統保護時，作為“大腦”的調度主站與作為“手腳”的控制裝備竟然無法適配。
問題出在哪里？“就像一條路，原來只跑公交車，現在有了私家車、輕軌、地鐵，調度系統如果不跟進，交通就會亂。”薛峰解釋。在主站系統的設計中，薛峰團隊大膽引入風險量化的概念，又將控制策略進行優化，一個嶄新的“大腦”系統被設計出來，控制裝備也進行了升級。
“理論上可行，但要經得起實踐考驗，還需充分驗證。”薛峰介紹，在電網中不可能頻繁做實驗，為此他牽頭建設了國家電網系統保護實驗室。實驗室里，一端是仿真的電網，一端是實際的系統保護控制裝備。經過多輪試驗后，系統保護的有效性和可靠性得到充分驗證。
2017年5月，華東電網組織錦蘇直流實切驗證，系統保護經受住了考驗。此后，薛峰團隊繼續在系統保護領域攻關，有5G技術發展后系統功能的完善提升，也有儲能等新技術手段的應用……如今，國家電網公司六大分區電網均采用了南瑞集團研發的系統保護。
上下游協同攻關，實現關鍵設備自主可控
液晶屏上，一個個模擬工廠現場的畫面實時監控著各項數據；控制柜中，一臺臺機器設備的指示燈有規律地閃爍……在南京科遠智慧科技集團股份有限公司的展廳里，記者見到了公司最新推出的分散控制系統。“這相當于火電廠的‘大腦’，可確保24小時安全、高效發電。”科遠智慧董事長劉國耀說。
這一確保穩定發電的關鍵設備，過去長期依賴進口。
科遠智慧是一家創新型民營企業，專注于工業自動化和信息化產品研發、生產。劉國耀坦言，公司研發生產的第一套分散控制系統1997年就投運了，然而芯片、元器件以及操作系統等軟硬件要靠進口。
“為實現自主可控，我們逐步提高子部件的國產化比例。”劉國耀說，近幾年公司密集攻關，以求突破“最后一公里”。
為加快研發進度，公司抽調120多名技術骨干。科遠智慧技術研究院總經理祖利輝便是其中一位。一套分散控制系統有上千個子部件，上百個軟件模塊，早期70%以上靠進口。這么多元器件實現國產，是一個巨大工程，必須上下游企業參與，發揮協同效應。
一套設備，大大小小的芯片有300多種。當時，國內只有兩三家企業能提供相關芯片，可拿過來一檢驗，問題不少：在低溫、高溫環境下穩定性不夠好，滿足不了精度要求……
為解決這些問題，上下游企業研發人員通力合作。在科遠智慧的研發實驗室，實驗設備模擬出各種惡劣環境，對使用國產芯片的產品做診斷，供應商則根據實驗數據，不斷改進芯片。經過一年多努力，合作研發結出果實，芯片終于通過各項測試，達到量產標準。
作為下游客戶的火電廠也全力支持。為獲得一手數據，產品需要現場試用。祖利輝團隊與火電廠技術骨干一起優化算法、細致調試。“進入50多攝氏度的鍋爐房，爬上數十米高的設備搜集現場數據。”祖利輝說，雙方建立協同聯動機制，電話24小時暢通，一旦系統在試用中發現問題，雙方技術人員立刻開現場會尋找辦法。
就這樣，通過上下游協同合作研發，一個個部件實現國產，一個個技術難題得到解決。2021年5月，由科遠智慧自主研發、100%自主可控的分散控制系統在大唐南京發電廠2號660兆瓦機組投運。“這套系統在性能、效率和穩定性等方面，都不輸進口系統。用上國產系統，我們更有底氣了。”大唐南京發電廠相關負責人說。
兩年多以來，國產分散控制系統進入各地電廠，并且在化工、冶金、建材等行業推廣。劉國耀表示，接下來，公司會投入更多研發力量對系統進行更新迭代。
產業鏈持續發力，優質企業集聚成長
南京市民張先生駕駛著新買的新能源汽車，駛入滬蓉高速南京段某服務區的超充站。按照經驗，充滿一次電至少得一個多小時，但這一次只花了5分鐘，儀表上顯示增加了250公里續航。
“速度真快，和加油一樣啊。”張先生說。為他帶來“加油般”體驗的，是一臺功率高達480千瓦的新型充電樁，而其關鍵技術源于英飛源公司新近推出的第三代全液冷儲能超充系統。
英飛源是一家在深圳成立的企業，專注于提供電動汽車電源解決方案，短短數年，成長為國家級專精特新“小巨人”企業。2022年，公司銷售額超15億元，在這一年，英飛源把國內總部設在南京市江寧開發區。
為何將總部設在南京？“這里有覆蓋關鍵產業鏈環節的智能電網產業集群。”英飛源相關負責人韓濤說。江寧區集聚了近200家智能電網規上企業，2022年實現規上產值超1200億元。
今年7月12日，江寧開發區舉行了一場智能電網產業重點項目簽約、開工活動。為了參加活動，韓濤提前兩天從深圳飛到南京。“會上能遇到很多合作伙伴。”韓濤說，不久前，江寧開發區管委會邀請英飛源在轄區內進行一輪宣講，之后就有6家企業與英飛源達成初步合作意向。
產業集群不僅帶來市場機會，也為企業提供發展“養分”。人才是產業發展的源頭活水，僅江寧開發區的智能電網產業集群內，就有高層次研發人員近萬名。韓濤告訴記者，得益于產業集群帶來的豐富人才資源，公司在短短數月之間，就在南京搭建起數十人的高水平研發團隊。
英飛源能源互聯網事業部南京研發中心總監楊立軍今年3月入職。如今，他正帶領20多人開展儲能設備研發攻關。有了儲能設備，在工業園區、商業綜合體、工地等場所就可以搭建起一個“微電網”，通過錯峰用電，降低用電成本。目前這一領域研發上，團隊還面臨著很多挑戰，“難題雖多，但在南京，產業鏈上下游互動頻繁、合作緊密，強大的產業集群讓我們充滿信心。”楊立軍說。
短短一年，英飛源已深度融入產業集群。“接下來，我們將加大項目投入，發揮在新能源領域的協同創新優勢，為南京打造世界級智能電網產業集群貢獻專業力量。”韓濤表示。

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