隨著全球能源結構加速轉型與國家“雙碳”戰略的深入推進,構建以新能源為主體的新型電力系統已成為我國能源發展的核心目標。這一宏偉藍圖的實現,不僅需要電力系統自身的革命性升級,更離不開前沿信息技術的深度融合與強力支撐。值此之際,以自主可控為核心的信創(信息技術應用創新)浪潮席卷千行百業,為電力行業的信息化、智能化升級注入了澎湃的“東風”。計算機輔助設備作為連接底層硬件、承載上層應用的關鍵載體,其技術開發正迎來歷史性機遇,肩負起為新型電力系統保駕護航的時代重任。
一、 信創東風:為電力IT筑牢自主可控基座
新型電力系統具有高比例可再生能源接入、高比例電力電子設備應用、高度數字化與智能化等特征,其安全、穩定、高效運行對底層IT基礎設施的可靠性、安全性提出了前所未有的嚴苛要求。過去,電力行業的核心IT設備與系統長期依賴國外技術與產品,存在潛在的供應鏈風險與安全漏洞。信創產業的蓬勃發展,旨在從芯片、操作系統、數據庫、中間件到應用軟件實現全產業鏈的自主可控與技術突破。
這股“東風”為電力IT帶來了根本性變革:
- 安全基石:采用國產化CPU、操作系統和固件的計算機輔助設備,從根本上降低了因底層技術“后門”或斷供導致的系統性安全風險,為電力生產控制、調度指揮、市場交易等核心業務構筑了安全屏障。
- 創新引擎:自主技術路線的深入,促使設備廠商與電力企業更緊密合作,針對電力特定場景(如海量異構數據接入、實時性要求極高的繼電保護、廣域協調控制等)進行深度定制與優化開發,催生更貼合行業需求的技術與產品。
- 生態重塑:信創推動建立開放、合作的產業生態,促進電力行業與國內頂尖IT企業、科研院所協同攻關,共同定義未來電力計算設備的標準與架構。
二、 護航新型電力系統:計算機輔助設備的技術開發焦點
在信創的框架下,服務于新型電力系統的計算機輔助設備技術開發,需緊密圍繞系統“源網荷儲”各環節的智能化需求,聚焦以下幾個關鍵方向:
- 面向邊緣計算的加固型設備開發:為適應新能源場站(風電、光伏)、變電站、配電房等現場環境的數據就地采集、處理與決策需求,需開發具備高環境適應性(寬溫、防塵、防潮、抗電磁干擾)、低功耗、強算力且支持國產化軟硬件平臺的邊緣計算網關、工控機等。這些設備是實現分布式智能、快速響應與局部自治的基礎。
- 支撐云邊協同的異構計算平臺:新型電力系統需處理海量、多源、異構的時序數據(如PMU量測、SCADA數據、氣象預測、用戶負荷數據)。技術開發需聚焦于支持國產AI加速卡(如NPU)、GPU的服務器和工作站,優化其與國產操作系統的兼容性及并行計算能力,以高效支撐負荷預測、新能源功率預測、設備狀態評估與故障診斷等AI模型的訓練與推理。
- 高可靠實時控制與通信設備:針對電力系統的穩定控制、保護自動化等對實時性、可靠性要求極高的場景,需研發基于國產實時操作系統和高性能國產芯片的專用控制計算機、通信管理機等。確保指令的微秒級響應和無中斷執行,是保障電網安全穩定運行的“生命線”。
- 融合OT/IT的安全增強型終端:隨著工控系統(OT)與信息網絡(IT)的深度融合,面向調度員、運維人員的操作終端、移動巡檢設備等,需集成更強的內生安全能力。技術開發應包括基于國密算法的硬件加密模塊、可信啟動機制、細粒度訪問控制等,防止網絡攻擊穿透IT層滲透至核心生產控制層。
- 全生命周期管理與數字孿生支撐設備:為構建電網的數字孿生體,實現規劃、建設、運維、退役的全生命周期精細化管理,需要開發高性能的圖形工作站、三維可視化交互設備及配套的國產化圖形引擎與渲染工具,以支撐大規模電網模型的高效渲染與沉浸式仿真分析。
三、 發展路徑與挑戰展望
計算機輔助設備在電力行業的技術開發將沿著“國產化替代-場景化融合-智能化引領”的路徑演進。初期以滿足基本功能和安全可信的國產化替代為主;中期深化與電力業務場景的融合,形成系列化、定制化的解決方案;遠期則致力于通過嵌入更先進的AI算力、感知能力和自主決策能力,引領電力系統運行模式的創新。
前路仍存挑戰:國產核心元器件(如高端芯片)的性能與生態成熟度有待進一步提升;電力行業極端復雜和嚴苛的應用環境對設備可靠性驗證提出了更高要求;跨領域(電力、通信、計算機)復合型人才的培養至關重要。
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乘信創之東風,電力IT正迎來脫胎換骨的黃金時代。計算機輔助設備的技術開發,作為聯接自主硬件與智慧應用的關鍵一環,其成敗直接關系到新型電力系統建設的根基是否穩固。唯有堅持自主創新與開放合作并舉,深度理解電力能源革命的本質需求,方能鍛造出既安全可控又先進高效的“數字護航艦”,助力我國新型電力系統破浪前行,最終實現能源清潔低碳轉型的戰略宏圖。