從“進口通用”到“自主專用”

　　“伏羲”芯片工控“中樞”摘得中國專利金獎

　　光明日報訊（記者吳春燕、雷愛俠 通訊員彭雅瑩）近日，國家知識產權局公布了關于第二十三屆中國專利獎授獎的決定，由南方電網公司自主研發的國內首款電力主控芯片相關專利——“用于并行冗余協議網絡中的時鐘輸出控制方法和系統”獲得中國專利金獎。

　　芯片是電網穩定運行的地基。本次金獎專利由南方電網公司數字電網領域首席專業技術專家李鵬及其團隊發明，專利權人為南網科研院。這也是南方電網公司成立20年來首次獲得中國專利金獎，實現了零的突破。

　　據介紹，該專利創造性提出了冗余網絡中的精確對時方案，發明了雙通道高精度比較等系列原創性算法和技術，首次研制了冗余網絡對時IP和全面國產能源工控“伏羲”系列芯片。南方電網公司自2013年啟動芯片化保護技術研究，歷經近10年，終于攻克保護裝置同步對時等一系列難題，成功研制出我國首顆國產能源工控芯片——“伏羲”，并已形成系列專利成果。這標志著我國電力工控領域核心芯片開始從“進口通用”向“自主專用”轉變，為加快推動我國電網數字化轉型，奠定堅實基礎，再添大國重器。

　　電力工控裝備依據內部時鐘信號運行，保障“時間信號同步更新”尤為重要。傳統的做法是通過雙線路更新，設置時鐘信號的災備軌道，即“A線有難，B線支援”。

　　但一刀雙刃，雙線路同步更新又帶來了新的問題——時鐘精度再高，兩條線路仍存在時間差，該聽誰的？

　　如果“先到先得”，工控裝備不得不在雙線路間頻繁切換，導致中樞紊亂，引發時鐘抖動和報文缺失等異常現象，對電網安全穩定運行帶來威脅。

　　南方電網科研團隊歷經多年，成功發明多時鐘源交叉互驗技術和鏈式賦信技術，打造出一個工控對時的“神經中樞”。這就如人的雙眼精度不一，卻能在神經中樞的指揮下映射出清晰不重疊的景觀世界。

　　這一專利不但有效保證對時精度，有效提升電網核心裝備通信對時技術水平，還有力支撐電網運行精度和可靠性實現躍升。對徹底擺脫西方國家知識產權限制，實現我國能源電力安全、工控領域科技自主可控具有重大意義。

　　科研行千里，終要過成果轉化這一關。南方電網公司董事長孟振平談到，科技成果的轉化和應用一直是個難題，從成果面世到大規模應用，真正量產成功的只有不到1%。

　　2019年3月，團隊將芯片正式命名為“伏羲”，“代表電網裝備核心器件從零到一的突破”。該專利及系列成果，著眼布局數字電網關鍵領域國產化全新賽道，孵化出國內首個基于國產指令架構、國產內核的電力專用主控芯片，內嵌國密安全算法模塊，綜合性能是進口同類產品的1.5倍，網絡風暴抵御能力提升了60倍。

　　下決心走自主和市場化的路子，借“科改示范行動”契機，南方電網從人才的選用育留方面著眼，給研發團隊舞臺、以項目高端授權賦能，打造出一支人才專業過硬、責任心到位、靈活自主的芯片研發團隊。通過改革手段搭建市場前段與研發團隊之間的協同機制，暢通成果轉化通道。經過研發團隊不懈努力，與“伏羲”芯片交互相連的系統和裝備已達數百套，于電網發、輸、變、配、用以及石化工礦企業規模化應用，出口10多個國家，2021年度“伏羲”芯片與“天問一號探測器”等成果一道入選國務院國資委央企十大“國之重器”。

　　“創新是十分艱難的！為尋找更好的解決方案，多年來，我們不斷試錯，不斷磨合，已經逐步迭代形成自主科研成果。”李鵬說，“伏羲”未來將重點布局新型電力系統，進一步推動研發鏈接電網全場景的系列化國產芯片，努力創造推動電網數字化發展的更多成果，在助力實現“雙碳”目標中發揮出更大作用。