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首颗国产能源工控芯片的诞生始末

时间：2022-08-09 16:16:34 来源： OFweek工控网

作为国家支柱行业，电力对整个国家安全、发展都至关重要。如果关键技术掌握在外国手里，就卡住了我国能源工控领域的“脖子”。主控芯片作为电网二次装备核心器件，涉及千万量级的电网关键装置，是电力工业控制的大脑。

南方电网公司自2013年启动芯片化保护技术研究，历时近10年，终于攻克保护装置同步对时等一系列难题，成功研制出我国首颗国产能源工控芯片——“伏羲”，并形成系列专利成果。这标志着我国电力工控领域核心芯片向“自主专用”转变，为加快推动我国电网数字化转型提供技术支撑。

据了解，“伏羲”芯片曾入选2021年度央企十大“国之重器”，是我国首颗基于国产指令架构、采用国产内核研制的能源工控专用芯片。与国内外的同类竞品相比，综合性能提升了1.5倍。“伏羲”芯片的量产，推动了我国电力工控领域核心芯片从“进口通用”向“自主专用”的转变，对于国家电力能源安全、工控领域科技自主可控具有重大意义。

工控对时的“神经中枢”，加速推进数字化电网

电力工控装备依据内部时钟信号运行，保障“时间信号同步更新”尤为重要。传统的做法是通过双线路更新，设置时钟信号的灾备轨道，即“A线有难、B线支援”。但双线路同步更新也存在缺陷：时钟精度再高，两条线路仍存在时间差，该听谁的？如果“先到先得”，工控装备就不得不在双线路间频繁切换，导致中枢紊乱，引发时钟抖动和报文缺失等异常现象，对电网安全稳定运行带来影响。

南方电网科研团队历经多年，成功开发多时钟源交叉互验技术和链式赋信技术，打造出一个工控对时的“神经中枢”。这就如人的双眼能在神经中枢的指挥下呈现不重叠的清晰世界。这一专利技术不但能保障对时精度、有效提升电网核心装备通信对时技术水平，还能有力支撑电网运行精度和可靠性。

“伏羲”，实现电网装备核心器件从0到1的突破

工控对时的“神经中枢”中的核心部件，非工控芯片模式，南方电网为啥要自研工控芯片，这其中涉及到很多方面的原因。

在芯片市场的发展初期，芯片大多由专门的芯片厂商设计，因此大多数芯片都是面向通用领域、通用需求；而在未来，尤其是能源工控等细分市场将更加关注芯片在功能、性能、功耗等方面的特定需求，即用更专业化的芯片来处理专业化的数据，异构计算将逐渐成为主流计算模式，计算跟领域强相关，专用领域芯片将孵化于专业领域公司。因此，基于对能源工控领域的深刻理解以及对电网未来发展趋势的把握，南方电网在李立浧院士以及团队首席李鹏的带领下，于2015年启动国产电力专用芯片“伏羲”的研究开发工作。

2019年3月，团队将芯片正式命名为“伏羲”，努力实现电网装备核心器件从0到1的突破。该专利及系列成果，着眼布局数字电网关键领域国产化全新赛道，孵化出国内首个基于国产指令架构、国产内核的电力专用主控芯片，内嵌安全算法模块，综合性能是进口同类产品的1.5倍，网络风暴抵御能力提升了60倍。

目前，该专利成果已经广泛应用，相关装置稳定可靠运行，为保障国家西电东送战略实施，推动清洁能源外送、促进区域经济发展发挥作用。

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