啃下“硬骨頭”！風電核心控制裝備自主化加速

一臺風電機組的任何操作，都是由PLC發出指令，再傳導至發電機、軸承、葉片等各個環節，最終使這臺龐然大物，成為一臺生產海量電力的能源裝備。PLC，就是風電機組的“大腦”。

 

而這樣“牽一發而動全身”的關鍵裝置，在數十年時間里被國外企業長期壟斷，于近年來才實現國產化突破，并在最新的國產風電機組中應用。也就是說，中國約6億千瓦的風電裝機，絕大部分機組仍未實現真正的“自主可控”。

 

幸而，決心自立自強的中國風電企業，正在開啟一場大規模“腦科手術”。

 

近期，國家電投集團云南國際電力投資有限公司（下稱“云南國際”）聯合國核自儀系統工程有限公司（下稱“國核自儀”）、金風科技全資子公司金風慧能（下稱“金風慧能”）共同在云南打掛山風電場，開啟了國產化PLC替代實踐。

 

隨著競爭的日趨激烈和產業平價發展，部分整機商退出牌局，這些“孤兒風機”的后續維護成為增加電網考核、運營效率低下的隱患。

 

位于云南楚雄的打掛山風電場情況也正是如此——風機運行超過10年，其配置的PLC已難以控制機組高效運行。出保后，金風慧能作為該項目的運維服務商，積累了大量機組運行、故障歷史的數據，讓打掛山風電場具備了在真實的運營場景中，檢驗國產PLC可用性的絕佳機會。

 

“老舊風電場的技術改造與效能提升已成為行業共性需求。通過智能化、自主化手段對控制系統進行升級，不僅是技術迭代，更是資產價值延續的必然選擇。”金風慧能董事長楊建表示。

 

破解PLC國產化難點

風機PLC國產化改造是塊“硬骨頭”，其難點不僅在于硬件適配，更涉及控制邏輯的重構與系統集成。進口PLC核心代碼不開放，缺乏原始設計模型，實施方面臨“無圖可依”的情況，反推控制邏輯難上加難。

 

面對重重困難，項目團隊形成了嚴謹周密的工作體系。國家電投集團云南國際副總經理杜成康在項目推進會上進行工作動員：“我們一定要啃下這塊硬骨頭”。為了確保改造項目順利推進，云南國際牽頭，從現場勘察、方案設計、主控移植、系統驗證、極端環境測試到現場安裝調試，制定了嚴格縝密的全流程工作細則。

 

在項目研究階段，打掛山維檢中心工作人員對50余臺風機、幾千條數據逐一對比分析后，篩選出項目試點風機。確定樣機的下一步，就是為技術適配、程序移植制定更精密的方案。

 

金風慧能依托多年風電運維數據與數字孿生技術，通過逆向工程重建機組運行模型，并結合實時運行數據持續校準與動態優化，為控制策略移植奠定了可靠基礎。

 

搭載創新性“ARM+FPGA”異構計算架構的國核自儀“和儀”PLC產品，能夠兼顧復雜算法處理與實時控制需求，實現控制系統在性能與可靠性上的平衡。

 

歷經六個月的系統建模、策略移植、仿真測試與現場調試，搭載國產PLC的機組最終成功在打掛山風電場并網投運。

 

“本次合作是‘國家隊’與‘行業隊’優勢互補、協同攻關的典范，”杜成康對此次的合作給予了高度評價，“云南國際作為具有戰略眼光的資產運營方，提供了真實的場景牽引與全方位的資源保障；國核自儀作為國家級的自主可控基礎平臺提供者，確保了硬件的根技術與高可靠性；金風慧能則依托深厚的行業知識與工程化能力，承擔系統集成與最終落地。三方圍繞100%自主可控這一共同戰略目標，構建了一個目標引領、優勢聚合、深度協同的新型攻關聯合體，共同解決了行業在國產化替代中面臨的生態適配難與工程驗證難兩大共性挑戰。”

 

創新PLC改造標準范式

“真正的自主可控并非選擇某一條技術路線，而是從行業痛點出發，構建一套能包容差異、引領整合、面向未來的自主可控PLC系統級解決方案。”楊建強調。

 

此次改造的創新之處，在于采用了模塊化設計與分層解耦的架構思路，將核心控制邏輯與底層驅動分離，通過標準化接口實現功能模塊的“插拔式”調用。這種設計不僅提升了系統的靈活性與可移植性，也為不同機型、不同品牌的PLC改造提供了標準化工具與實施范式，極大降低了行業推廣的技術門檻與成本。

 

通過機制創新與關鍵技術突破，探索出了一條嚴謹可行的技術路徑，為同類技改形成了一套自主可控PLC應用的標準范式，為行業存量資產的提質增效與自主化升級蹚出了一條可復制、可推廣的道路。

 

駛入自主可控快車道

2025年5月，工業和信息化部、國家發展改革委、國家數據局印發《電子信息制造業數字化轉型實施方案》、《關于推進能源裝備高質量發展的指導意見》，國家層面多次明確支持工業控制系統國產化與能源裝備智能化轉型。風電控制系統的自主化已不僅是企業技術攻關的方向，更是行業協同、生態共建的系統工程。

 

作為國家戰略的堅定執行者和技術突破的主力軍，云南國際嚴格以國產化為主線，明確科技創新方向，推進新能源資產設備、集控運營中心、核心軟件、數據庫的國產化應用改造，確保向產業鏈安全與自主可控方向邁進。

 

“能源裝備產業鏈供應鏈的自主可控，事關國家能源安全與產業長遠競爭力。作為能源電力裝備制造和應用的主力軍，電力央企在在推動關鍵技術自主化進程中承擔著引領與示范責任。我們堅定協同風電全產業鏈伙伴，把風電控制技術牢牢掌握在中國人手中。”杜成康表示。

 

值得一提的是，2017年云南國際建成省內最大新能源集控中心——云南國際昆明生產運營中心，實現風電、光伏全品類接入，具備智能診斷、預警功能，截至目前完成22個新能源存量場站（風光）智慧場站建設，將在滇新能源產業推進高質量發展新階段。

 

截至今年9月底，我國風光裝機已占發電總裝機的46%。風電正在逐步成為構建新型電力系統的主力電源。PLC作為風電裝備的“大腦”，其自主化進程不僅關乎產業安全，更是風電行業持續創新、實現高端化、智能化、綠色化發展的根基。此次打掛山風電項目的成功改造，是一個起點，也是一個信號——中國風電，正穩步走向更深層次的自主與自強。