探秘！保供“利器”的国产化之路

钢铁长城、地下走廊、能源动脉

油气管道如一条条钢铁巨龙

在祖国的苍茫大地上蜿蜒腾跃

从无到有

从小到大

从线到网

从国内到连接海外

油气管网深埋在地下

默默守护着

万家灯火中的温暖光亮

人间烟火里的饭菜喷香

发动机转动声中的车来车往

从“传统管道”

到“数字管道”

再到“智能管道”

中国油气管网铺过时代、改变世界

量大、连续、迅速

经济、安全、可靠、平稳

……

越来越“靠谱”的背后

靠的是发挥“全国一张网”

统一调控运行优势

也得益于

油气管网数据采集与监控系统

（SCADA系统）

经过多年努力

国家管网集团研发团队

先后破解程序热备热启

数据采集扩容

设备远程操控等核心技术

成功研制出软硬件完全国产化的

油气管网SCADA系统

今天

让我们共同来探秘

油气管网保供“利器”——

SCADA系统的国产化之路

↓↓↓

冲击“极致靠谱”

如果将我国超10万公里的

油气管道干线比作“能源动脉”

那么SCADA系统

就是控制“动脉”的“神经中枢”

曾几何时

这一系统被国外垄断

能源保供与安全

存在受制于人的风险

国家管网集团持续推动

国产SCADA系统的研发工作

研发起步阶段面临诸多困难

系统可靠性是首要的难点

油气管网需要7×24小时不间断运行

对SCADA系统可靠性要求极高

只有“极致靠谱”

才能满足实际应用需求

比如

某个控制程序出现故障后

需将主机上运行的所有程序

都切换到备机上

这一过程虽仅有几秒

但容易造成整个系统短时失效

研发团队决定

做到单个程序热备热启

尽可能降低失效时长

来规避这一问题

最终

研发团队在国内油气领域

首创了基于应用的分布式冗余系统架构

这样既能有效降低主机宕机概率

又能显著减少系统失效几率

使用这种架构后

程序可实现在主备机之间

实时切换、热启动

系统可靠性得到有效保障

如今

国产SCADA系统

实际可用率已高达99.96%

完成“百万扩容”

破解系统可靠性难题

只是迈过了第一关

团队马上遇到另一大难关——

如何实现数据多点采集与实时更新

随着我国管网里程数持续增加

管网设备量不断增多

而国外的SCADA系统

只授权十几万个采集点数

每扩容一批采集点

只能由外方提供服务

且需要支付高额费用

二者之间的矛盾越来越凸显

团队下定决心

要在自研系统内解决这一难题

将采集数据实时传回系统

研发团队尝试采用共享内存技术

把系统磁盘部分存储空间

映射为共享内存

这相当于为系统

新增了大量虚拟内存

使其能够快速读写数据

与此同时

研发团队还创建了高性能服务总线

将数据访问方式

由原先基于服务器—客户机架构的网络访问

改为基于高性能服务总线的内存读取

这就好比

把“绿皮火车”升级为“高铁”

使数据流在系统间的交互速度大大提升

实现了每秒24万个数据点

实时数据更新

国产SCADA系统

拥有了超百万个数据点的高效处理能力

数据量是

原先采用国外SCADA系统时的十几倍

实现“无人操控”

这些数据按照什么逻辑去组织

系统又如何根据这些数据

去下达控制指令？

是必须跨越的第三道难关

油气管网涉及设备众多

不同设备之间交互控制逻辑复杂

只有研制出

面向生产的数据管理与设备操控技术

系统才能实现

对各种设备的远程控制

为了精准控制管道内的油气流量

研发团队根据监测数据

再三校正系统的控制参数

最终形成控制标准

随着时间的推移

研发团队创建出

面向油气管网设备的模型和图形描述方法

先后定义了15类

油气管网工艺设备控制标准

并研发出油气管网设备控制面板模块化技术

△国家管网集团油气调控中心工作人员正在使用油气管网国产SCADA系统进行天然气调控

有了控制标准与控制面板后

调控中心的调度人员

只需要在系统界面上进行操作

就能实现油气管网设备“无人操控”

油气管网国产“神经中枢”研制成功

并被命名为PCS 1.0系统

2019年

中俄东线天然气管道（黑河—长岭段）

作为示范工程

首次实现油气管道全线

采用国产SCADA系统

……

截至2023年底

油气管网国产SCADA系统

已在国家管网28套中控级系统

354套站控级系统成功应用

油气管网国产SCADA系统

国家管网新媒体  出品

来源：科技日报、国资小新