为特高压装上国产“大脑”

——溪浙特高压直流工程控制保护系统国产化纪实
周豆豆 艾红杰

7月3日，我国又一条连接西南水电基地和东部负荷中心的清洁能源大通道，也是目前世界上输送容量最大的直流输电工程——溪浙特高压直流输电工程，迎来了激动人心的投运时刻。
溪浙工程西起四川省宜宾市双龙换流站，东至浙江省金华市武义换流站，直流线路长度约1670千米，在直流领域首次实现了单回直流工程800万千瓦连续运行和840万千瓦过负荷输电运行，创造了超大容量直流输电的新纪录。
装备国产化之路
直流工程界常将直流工程的控制保护系统喻为直流工程的“大脑”。“溪浙工程产品设备国产化程度，直流主设备国产化率达到了84%，但是控制保护系统完全实现了国产化、自主化，溪浙工程的交、直流控制保护系统完全由许继自主开发，已经通过工程验证，运行十分稳定可靠。”许继集团溪浙特高压项目团队负责人严兵很是自豪。
严兵是许继集团直流系统公司溪浙工程项目经理，负责完成了方案设计、软件编制、软件测试、控制保护总体动态性能测试，协调完成了特高压直流控制保护设计工作以及系统调试工作，见证了自主开发的DPS-3000系统在特高压直流输电工程成功应用的整个过程。“这个过程很艰辛，但我们始终满怀信心，毕竟我们有自己的核心技术。”
由于前期工程经验少，我国直流输电领域开拓过程中遇到了很多难以想象的困难和阻碍。“封装的底层代码，加密的编译程序，直流输电的核心部分就像一个黑盒，我们几乎看不到什么。”回忆起之前的工程经历，严兵有些无奈。
为什么不能发展中国自己的直流输电控制保护系统？这个想法萌生后，许继集团便坚定地走上完全国产化、自主化之路。
耗时多年研制开发
许继集团在融合国外公司技术优势的基础之上，凭借多年积累的经验，投入大量资金。然而这条路并没有想象中的平坦，虽然早已预见其中的坎坷与不易，然而真正实施起来，研发工程依然面临很多困难。
经过多年艰辛的研制开发，2011年，许继集团直流输电系统公司终于开发出我国自己的平台——DPS-3000系统。该系统不仅满足当下±800千伏特高压工程的需要，并且还要应用于将来的±1100千伏特高压和±800千伏级联式多端直流及轻型直流输电工程。DPS-3000系统可以根据工程需要，灵活构成背靠背联网工程、常规直流工程、特高压直流工程、多端直流输电工程、柔性直流输电工程的控制保护系统，并具备向其他高端工业控制领域应用扩展的能力。
而作为其核心软硬件平台，HCM3000融合了多家国外成熟技术的优点，体系结构和信息通道更加合理，处理能力更为强大，同时具备嵌入式系统高度的运行可靠性和PC技术灵活性的特征，平台运算速度、点火接口控制技术、全数字仿真功能模块生成技术达到国际领先水平，满足工程应用条件。硬件系统采用紧密耦合的多主处理器构架，增强型64位背板总线。主处理器模块采用高性能通用处理器加DSP协处理器结构，提供强大的总体处理能力，采用多任务实时操作系统，可实现精准、可靠的工业过程控制，用户界面友好，拥有功能强大的图形化工程开发工具，具有很高的计算性能和可靠性。相比以往引用国外技术的控制保护系统，DPS-3000既能远程调试又能在线修改，兼具二者的优点，操作方便。在一次试验NBS开关分闸分不开，连锁条件不满足的情况下，通过在线置数，通过后台参数修改使各个条件得到满足，完成试验，同时，其远程在线修改参数的功能，大大提高了调试效率，可应对不同问题。
“DPS-3000直流控制保护系统功能和性能达到国际先进水平。平台运算速度、点火接口控制技术、全数字仿真功能模块生成技术达到国际领先水平，满足工程应用条件。”2011年11月27日，系统通过国家能源局技术评审，专家在技术鉴定结论中给予高度评价。
以奔跑的速度成长
专家的肯定是理论层面的鼓励，还需要实际工程的验证。2012年，DPS-3000成功应用于高岭背靠背直流输电工程中。2013年，DPS-3000再次亮相于溪浙特高压直流输电工程。
为使系统性能进一步优化，避免可能出现的问题，装置投产前项目团队进行了小批量投产测试，通过建造小型化的简易系统提前进行软件编程和测试，为工程缩短时间2～3个月，并开发出快速的点对点通信总线，提高控制保护系统稳定性。
今年3月11日，溪洛渡左岸—浙江金华特高压直流工程极Ⅰ低端直流系统一次性成功解锁，工程双极低端系统调试启动。与其他特高压工程和以往的工程相比较，这是解锁过程最为迅速的特高压工程。
“首次成功实现高压直流输电工程一次性解锁，这是很了不起的，就算国外的公司也没有实现过。”说起当时的情形，严兵依旧很兴奋，“国家电网公司的领导和专家当时就给予了高度评价——许继干得不错，一次性成功在国内外还是第一次。”
依照之前的工作计划，溪浙工程系统调试进展顺利，许继集团直流输电系统公司溪浙项目组圆满完成了各项调试任务，如今溪浙工程系统运行安全、稳定、准确、高效。
羽翼丰满海阔天空
新平台在特高压直流工程中的应用对许继集团来说是挑战，但更多的是机会。通过溪浙工程，许继集团的特高压直流控制保护系统在业内的影响力不断加大，进一步奠定了在直流输电行业的领先地位。目前，该系统完全具备嵌入式系统高度的运行可靠性和PC技术灵活性的特征，在总体系统结构、系统软件和工具软件、控制保护功能、网络和接口系统以及内置故障录波等附加功能方面融合了国内外同类系统的特点和优势，与现有技术相比具有高度的继承性，可广泛用于航空航天、军事和工业领域，体系结构和信息通道更加合理，处理能力更为强大。
见证了它的诞生、成长及成熟，对于它的未来，许继集团项目团队充满信心：“有了溪浙的成功经验，我们更有信心了，以后我们将通过更多的工程，不断锤炼优化，以高质量、高效率在国内乃至国际舞台上展现许继集团的风采和辉煌。”
2014-8-28《国家电网报》7版