国电南自维美德与飞腾的重型燃气轮机控制TCS联合解决方案

        以天然气作为燃料的燃气轮机，具有整体循环效率高、对环境污染小、调峰性能高、建设周期短等一系列优点。重型燃气轮机是迄今为止效率最高的热功转换类发电设备，在电力、工业、交通等领域有极其重要的地位，在以新能源为主体的新型电力系统中发挥重要作用。

        重型燃气轮机被誉为制造业“皇冠上的明珠”，体现了一个国家的工业水平，而重型燃气轮机控制系统（TCS），决定着燃气轮机的性能和安全。长期以来，TCS系统的设计、组态、调试等相关核心工作一直由国外燃机原厂家提供，燃气发电领域“卡脖子”现象突出。

        南京国电南自维美德自动化有限公司联合飞腾信息技术有限公司，充分借助飞腾处理器高性能、低功耗的优势，提供整套燃气轮机的控制和保护功能，标志着我国重型燃气轮机控制系统实现了国产创新，在燃气发电领域关键核心技术攻关取得了重大突破，助力我国“碳达峰、碳中和”目标早日实现。

        飞腾公司正在加快与能源电力企业开展全方位合作，在发电、输电、变电、配电等领域，基于飞腾 CPU 的联合解决方案已全面落地应用或具备应用条件，覆盖了发电（火电、水电、风电、核电）和电网等生产和管理重点环节，将加快电力装备自主化进程，为新基建提供核心算力。

        “十四五”期间，飞腾公司将始终牢记“ 聚焦信息系统核心芯片，支撑国家信息安全和产业发展”的使命，保持在电力领域的核心优势，坚持核心技术自主创新，为电力行业设备国产生产、装备控制数字化、智能化提供强力支撑，为我国能源行业的安全稳定、创新发展保驾护航。

        TCS是燃气机组的神经系统，决定燃气轮机的性能和安全，而芯片则是TCS中最核心关键的部件。飞腾公司携手中国华电集团等合作伙伴，联合开发了基于飞腾CPU多任务并行执行的高稳定性、高实时性过程控制站，并且在CPU层面有效支撑可信计算3.0标准，满足更复杂应用场景下对性能和安全可信的需求。系统的控制器性能、阀控卡运算速度、SOE精度、转速控制偏差等重要指标，均优于国外同类产品。

技术背景

        maxCHD-GT100重型燃气轮机控制系统在软硬件平台方面继承了南自维美德“华电睿蓝”DCS国产、本质安全的特性，控制器性能、伺服控制卡运算速度、SOE精度、转速控制偏差等重要指标优于国外同类产品，形成了整套重型燃气轮机控制与保护技术，具备了对重型燃机控制系统实施全功能、全方位国产的能力。

性能特点

        过程控制站采用变量实时数据动态录波技术，为燃机故障的高效定位和准确分析提供第一手关键数据。

        实现周期可分档调整（2ms、5ms）、驻留程序可在线切换的新型多功能电液伺服阀控制模件，实现阀门的快速、精准定位；并可编程实现模板级的保护功能，保证保护条件触发时切除燃料的快速性。

        优化容错三余度伺服阀控制算法，通过补偿系数动态调整，解决原系统在单路伺服模块故障时反向调节恶化调节品质的问题。

        实现结合硬接线链路、多功能可编程模板级和DPU级保护逻辑回路的多重复合保护的燃机主保护系统，更符合重型燃机主保护需求。

技术参数

        控制器运算周期40ms（最快10ms）

        伺服阀控制卡运算周期5ms

        SOE精度可达0.25ms

        转速控制，稳态偏差小于±0.1％；载荷突变50％及以上时，转速变化不超过±3.5％

        功率控制稳态偏差±1%，动态偏差±1.5%

        排气温度限制（温控模式）控制精度为±0.5％

        燃气轮机控制系统TCS控制器以飞腾CPU芯片FT-2000/4和工业级操作系统为核心。TCS控制器在飞腾处理器FT-2000/4上融合运行，实时系统运行实现逻辑控制程序和输出控制。

基于飞腾CPU的国内首套国产重型燃气轮机控制系统（TCS）在华电浙江龙游电厂成功并网投运。

maxCHD-GT100重型燃气轮机控制系统