6月26日，國家管網(wǎng)集團北京管道公司發(fā)布消息：陜京四線(xiàn)托克托壓氣站“一鍵啟站，智能運行”項目投運滿(mǎn)半年來(lái)，各項運行參數和遠程智能控制技術(shù)得到全面驗證，極大促進(jìn)并提升了長(cháng)輸管道科技創(chuàng )新、產(chǎn)業(yè)控制和安全支撐作用。標志著(zhù)我國大功率壓縮機組智能控制技術(shù)已全面突破國外技術(shù)封鎖，實(shí)現從追趕到領(lǐng)跑的跨越，達到世界領(lǐng)先水平，為中國天然氣民族工業(yè)提高核心競爭力、增強核心功能再添新篇章。

大功率壓縮機組作為天然氣工業(yè)領(lǐng)域“皇冠上的明珠”，因其技術(shù)門(mén)檻高、制造難度大，長(cháng)期以來(lái)，國外產(chǎn)品在我國天然氣管輸行業(yè)中占據主導地位。而大功率壓縮機組智能控制技術(shù)作為機組“大腦”，更是長(cháng)期受制于人的關(guān)鍵技術(shù)。然而，面對這一挑戰，管道人沒(méi)有退縮，迎難而上，積極尋求突破。

2012年，在西氣東輸二線(xiàn)這一世界上最為浩大的管道工程建設中，中國大功率壓縮機組實(shí)現國產(chǎn)化，國產(chǎn)壓縮機開(kāi)始在我國天然氣管輸行業(yè)中嶄露頭角。國產(chǎn)大功率電驅壓縮機組在2016年陜京四線(xiàn)建設中首次得到全面工業(yè)化應用。此后，在國家管網(wǎng)集團科技數字化戰略引領(lǐng)下，北京管道公司承擔起“國產(chǎn)壓縮機組智能控制提升研究”這一關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，開(kāi)啟智能控制技術(shù)的研發(fā)之路。

公司經(jīng)過(guò)前期的充分醞釀與科學(xué)論證，于2021年12月7日在內蒙古分公司托克托作業(yè)區組建了以副主任王志勇?tīng)款^的研究團隊，與沈鼓集團、大連理工大學(xué)等多家企業(yè)及高校專(zhuān)家學(xué)者，共同開(kāi)展智能控制提升項目攻關(guān)。團隊錨定最高目標，誓要實(shí)現“一鍵啟站，智能運行”功能，提升站場(chǎng)智能化控制水平，降低運行風(fēng)險，減少運行成本。

面對這一世界尖端核心技術(shù)，團隊展現出了“敢為人先、一往無(wú)前”的精神。他們突破國外技術(shù)壁壘，另辟蹊徑，創(chuàng )造性開(kāi)創(chuàng )另一條技術(shù)路線(xiàn)，從根本上改變壓縮機控制方式。為此，他們在150多個(gè)關(guān)鍵節點(diǎn)上實(shí)施了自動(dòng)化控制流程改造，對國產(chǎn)壓縮機組沈鼓集團開(kāi)發(fā)的控制程序代碼進(jìn)行了超過(guò)90%的重構……

經(jīng)過(guò)兩年多艱苦努力，項目團隊對托克托作業(yè)區24套設備、2620個(gè)探測器、20個(gè)控制系統進(jìn)行了系統性梳理與優(yōu)化。在原有設備基礎上，增加了傳感設備和控制器，調整了控制邏輯，并實(shí)施了分層控制策略。在壓縮機機組并網(wǎng)建模過(guò)程中，王志勇團隊創(chuàng )新性提出使用單機壓力控制器、匯入/匯出壓力控制器等六大控制器聯(lián)動(dòng)的自動(dòng)加載并網(wǎng)方法，使得在相同工況下，托克托壓縮機機組并網(wǎng)耗時(shí)由國際上先進(jìn)設備的225分鐘縮短至20分鐘，達到了國際先進(jìn)機組并網(wǎng)耗時(shí)8%的驚人速度……

如今，即便在500多公里外的調度人員也能在現場(chǎng)無(wú)人值守條件下，通過(guò)輸入簡(jiǎn)單參數，實(shí)現對各作業(yè)區“一鍵啟站，智能運行”的指令操作。同時(shí)，智能控制系統能夠自動(dòng)識別并快速處置各種異常情況，作出最優(yōu)最快的正確選擇。

工程師付遠鵬自豪地說(shuō)：“得益于這套先進(jìn)的智能控制系統，我們仿佛擁有了一位有幾十年豐富工作經(jīng)驗、‘24小時(shí)×365天’全年無(wú)休的工程師。它能在第一時(shí)間捕捉到所有異常情況，使我們從過(guò)去的監屏值守變?yōu)榇龣C值班，不僅最大限度地減少了誤操作風(fēng)險，確保了安全生產(chǎn)，還減少了操作人員，極大提升了勞動(dòng)生產(chǎn)率！”

2023年12月21日，國產(chǎn)壓縮機組智能控制提升項目成功通過(guò)驗收。第三方的科技鑒定結論是：此項目達到“整體國內領(lǐng)先，部分國際先進(jìn)”水平。

對此，中國石油學(xué)會(huì )石油科學(xué)普及教育委員會(huì )副主任李偉林作了進(jìn)一步闡明：“該項目在壓縮機自動(dòng)并機、利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )算法、對出廠(chǎng)性能曲線(xiàn)進(jìn)行修正、壓縮機性能參數預測、轉速和功率控制等方面達到了國際領(lǐng)先水平�！�

作為壓縮機組生產(chǎn)制造廠(chǎng)家代表，沈鼓集團副總裁、首席技術(shù)官張勇坦言：“該項目在對壓縮機和輔助設備自動(dòng)控制技術(shù)深度優(yōu)化基礎上，首次將AI技術(shù)應用到壓縮機控制中，使壓縮機組控制更精準、更高效，運行更安全、更可靠，為未來(lái)深入開(kāi)發(fā)智能化壓縮機組起到了重要推動(dòng)作用�！�

這些評價(jià)不僅是對項目成果的肯定，更是對中國在大功率壓縮機組智能控制技術(shù)領(lǐng)域取得巨大進(jìn)步的一致認可。

大連理工大學(xué)能源與動(dòng)力學(xué)院院長(cháng)楊明軍教授表示，人工智能是目前科技發(fā)展的高峰，它不僅僅是ChatGPT  Sora人工智能向傳統產(chǎn)業(yè)賦能，也是國內大學(xué)目前專(zhuān)注在做的事情，把“論文”寫(xiě)在祖國大地上更是作為科技工作者的榮耀。該項目是一個(gè)典型的“人工智能+”——領(lǐng)先他人的工作。

從中我們不難發(fā)現，油氣長(cháng)輸管道大功率壓縮機組智能控制技術(shù)的突破不僅提升了我國天然氣工業(yè)的核心競爭力，也為我國天然氣管網(wǎng)的智能化發(fā)展奠定了堅實(shí)基礎。未來(lái)，隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步和應用的深入推廣，相信中國天然氣工業(yè)將在國際舞臺上發(fā)揮更加重要的作用。

據內蒙古分公司黨委書(shū)記程飛介紹，目前“一鍵啟站，智能運行”功能讓分公司各壓氣站場(chǎng)智能化運行水平明顯提升，國產(chǎn)壓縮機組并網(wǎng)時(shí)間由過(guò)去的40分鐘或更長(cháng)的時(shí)間降至現在的20分鐘，由原來(lái)的啟機需3～4人操作或4～5人值班減少到目前的1人操作或值班，而跨越1083公里的陜京四線(xiàn)，作為“全國一張網(wǎng)”和首都“城市供氣生命線(xiàn)”的重要組成部分，每天有超過(guò)2770萬(wàn)立方米天然氣從托克托作業(yè)區增壓后輸送至京津冀及內蒙古地區，造福著(zhù)沿線(xiàn)的國計民生。

小貼士

“一站啟站”：調控中心通過(guò)上位機下發(fā)操作命令，實(shí)現天然氣站場(chǎng)一鍵啟動(dòng)、關(guān)閉等功能。

“一鍵啟站，智能運行”：北京管道托克托壓氣站“一鍵啟站，智能運行”在一鍵啟站基礎上，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )算法將2萬(wàn)多條現場(chǎng)數據進(jìn)行修正學(xué)習，形成智能決策。過(guò)程控制系統接收國家管網(wǎng)集團調控中心預設壓力信號，信號經(jīng)過(guò)程控制系統傳遞給智能工控機，工控機利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模型智能分析機組性能參數，5分鐘內給定在安全區域內最優(yōu)機組運行建議，將運行建議反饋機組系統，系統利用站回流閥開(kāi)度匹配機組裕度的壓縮機組自動(dòng)加載并網(wǎng)模型的高效并機功能，最終達到壓氣站“一鍵啟站，智能運行”目標。