今年五月，西門子與華潤電力控股有限公司(華潤電力)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，共建數(shù)字化電廠的重磅消息!
給大家復(fù)習(xí)一下。這個開創(chuàng)性的項(xiàng)目中有：
中國電力行業(yè)首個
全面集中監(jiān)測與分析專家系統(tǒng)
中國電力行業(yè)首個
全面數(shù)字化電力遠(yuǎn)程運(yùn)營中心
這到底是個什么樣的項(xiàng)目?接下來，就讓小編為大家“解剖式”講述!
01
遠(yuǎn)在天邊?近在眼前!
在科幻作品中，我們經(jīng)常能夠看到指揮官坐在閃爍的大屏幕前運(yùn)籌帷幄，決勝千里之外。數(shù)據(jù)從四面八方源源不斷地涌向指揮中心，讓“遠(yuǎn)在天邊”仿佛“近在眼前”。
現(xiàn)在，科幻電影中的場景已經(jīng)變成了現(xiàn)實(shí)。
自2017年起，憑借先進(jìn)的數(shù)字化電廠及人工智能等技術(shù)，西門子助力華潤電力控股有限公司(華潤電力)為旗下電廠及機(jī)群建立集中監(jiān)測與分析專家系統(tǒng)(CSASS)，并共同搭建數(shù)字化電力遠(yuǎn)程運(yùn)營中心(運(yùn)營中心)，讓運(yùn)營和管理人員即使身在千里之外，也能對電廠及機(jī)組的運(yùn)行了如指掌。
西門子與華潤電力精誠合作，利用西門子先進(jìn)的數(shù)字化電廠及人工智能等技術(shù)，為CSASS搭建了關(guān)鍵的“分析專家”系統(tǒng)，系統(tǒng)具備負(fù)荷經(jīng)濟(jì)調(diào)度、設(shè)備預(yù)警及高級診斷等功能，幫助華潤電力改善機(jī)組性能和可靠性，提升電廠的運(yùn)營管理水平。
同時，為更好地從區(qū)域?qū)用鎸Ω麟姀S進(jìn)行監(jiān)控、分析和調(diào)度，西門子也幫助華潤電力在江蘇省南京市搭建了CSASS副監(jiān)控中心，這是中國電力行業(yè)首個全面數(shù)字化電力遠(yuǎn)程運(yùn)營中心。在未來，CSASS將可以與西門子基于云的開放式物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)MindSphere相連接，在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成的同時，進(jìn)行相關(guān)應(yīng)用的自主及協(xié)同開發(fā)。
02
叩開通往數(shù)字化未來的大門
作為業(yè)內(nèi)領(lǐng)軍企業(yè)，華潤電力深諳保持領(lǐng)先的秘訣就是不斷創(chuàng)新突破。隨著中國能源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型持續(xù)深化，華潤電力的火電業(yè)務(wù)面臨愈發(fā)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。
為了進(jìn)一步提高競爭力，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，華潤電力決定充分應(yīng)用先進(jìn)的大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)提高火電設(shè)備運(yùn)行的效率和可靠性，降低能耗與排放，從整體上提升電廠運(yùn)營管理水平。
經(jīng)過深入的考察與研究，華潤電力開行業(yè)之先，在電廠運(yùn)營管理等方面大膽推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，攜手西門子等合作伙伴共同搭建CSASS。
截至2019年10月底，CSASS已覆蓋江蘇省八個電廠的19臺發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量達(dá)9.6吉瓦，年發(fā)電量可滿足約1500萬戶家庭的日常生活需求。
華潤電力的工作人員已可以從CSASS副監(jiān)控中心、各級電廠及管理人員的辦公室等地訪問系統(tǒng)，對其覆蓋的電廠和機(jī)群進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控、分析和診斷。
工作人員通過集中監(jiān)測與分析專家系統(tǒng)監(jiān)測電廠情況。
CSASS的核心是“分析專家”系統(tǒng)，它包含10個功能模塊。
針對設(shè)備性能優(yōu)化
它涵蓋性能分析優(yōu)化、自動控制優(yōu)化、負(fù)荷經(jīng)濟(jì)調(diào)度和燃料分析四個應(yīng)用模塊。
針對設(shè)備可靠性改善
它包括設(shè)備預(yù)警、高級診斷，以及以可靠性為中心的檢修(RCM)三個應(yīng)用模塊。
此外，它還具備技術(shù)監(jiān)控模塊，可將從以上七個模塊處得到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，監(jiān)控設(shè)備健康狀態(tài)，生成設(shè)備啟停評價、設(shè)備狀態(tài)發(fā)展和設(shè)備健康度評估等技術(shù)報告。
這八個應(yīng)用模塊與用于一體化平臺搭建的平臺模塊以及工具模塊“大數(shù)據(jù)分析”相輔相成，共同組成了“十項(xiàng)全能”的“分析專家”系統(tǒng)。
“面對激烈的競爭，我們需要充分利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)及人工智能等先進(jìn)技術(shù)來提高火電機(jī)組創(chuàng)造價值的能力。
西門子在發(fā)電領(lǐng)域的制造、生產(chǎn)及運(yùn)行等方面有著豐富的經(jīng)驗(yàn)。在推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程中，通過將這些先進(jìn)的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)有效、深入地融入華潤電力的發(fā)電運(yùn)營過程，我們可以大大提高生產(chǎn)管控水平和機(jī)組運(yùn)行效率，從而提高競爭力，為客戶和社會創(chuàng)造更多價值?！薄?華潤電力技術(shù)研究院有限公司技術(shù)研究院副院長兼大數(shù)據(jù)中心主任陳世和
03
“中西醫(yī)結(jié)合”，防患于未然
對任何一座電廠來說，保證供電的穩(wěn)定可靠都是其第一要務(wù)。機(jī)組故障或停機(jī)可能會對人們的生產(chǎn)和生活造成難以估量的影響。因此，防患于未然才是電廠運(yùn)營的“硬道理”。
預(yù)防故障發(fā)生的第一步是要及時、準(zhǔn)確地識別潛在隱患。西門子為CSASS提供的設(shè)備預(yù)警功能就像一位經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)生，它“全年無休”，憑借一雙“火眼金睛”，不漏掉任何可疑的癥狀。
發(fā)電機(jī)組上安裝的傳感器實(shí)時采集負(fù)荷、溫度和壓力等重要運(yùn)行數(shù)據(jù)。利用前瞻性的人工智能技術(shù)，CSASS可以持續(xù)學(xué)習(xí)實(shí)時及歷史數(shù)據(jù)，并在機(jī)組出現(xiàn)故障前及時報警。
對此，西門子電站自動化有限公司數(shù)字化工程部負(fù)責(zé)人肖國濤做了一個形象的比喻：
設(shè)備預(yù)警的本質(zhì)是在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)即將脫離正常范圍時預(yù)先發(fā)出提示。然而，正常參數(shù)范圍并不是固定不變的。就像一個人在慢走、快跑和睡覺時的正常血壓范圍不同，預(yù)警功能同樣能夠根據(jù)設(shè)備所處工況、環(huán)境和具體運(yùn)行狀態(tài)來判斷是否會有異常發(fā)生。
然而，僅僅知道設(shè)備可能會“生病”還不夠，CSASS還能進(jìn)一步找出“病因”并開出“藥方”。西門子為華潤電力提供了基于人工智能技術(shù)的高級診斷功能。它可以“中西醫(yī)結(jié)合”，快速查清“病因”，徹底排除隱患。
一方面，系統(tǒng)利用自然語言處理(NLP)技術(shù)將機(jī)組當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)和基于歷史維護(hù)記錄及專家經(jīng)驗(yàn)等建立的故障知識庫中針對故障癥狀的描述和分析進(jìn)行語意推理和關(guān)聯(lián)，推斷出可能的故障原因和解決方案。
這就好比是老中醫(yī)觀察到病人出現(xiàn)發(fā)熱、心跳加速和盜汗的癥狀后，基于《傷寒雜病論》中記載的相關(guān)病癥，進(jìn)行辨證、開方。
另一方面，系統(tǒng)還利用傳感器數(shù)據(jù)，基于機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)對設(shè)備運(yùn)行的當(dāng)前數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行量化的特征學(xué)習(xí)和模式識別。
這類似西醫(yī)在診斷前要求患者進(jìn)行各項(xiàng)檢查，然后依照化驗(yàn)單上的數(shù)據(jù)來做出判斷。
這種“中西醫(yī)結(jié)合”的診斷方式提高了故障診斷的效率和準(zhǔn)確性，從而有效地減少了潛在的風(fēng)險及停機(jī)時間。
華潤電力CSASS項(xiàng)目是人工智能和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在中國電力行業(yè)的典型應(yīng)用。
“西門子已經(jīng)深耕人工智能領(lǐng)域近30年，在全球能源、制造、流程工業(yè)、樓宇及交通等領(lǐng)域擁有眾多成功案例。華潤電力CSASS項(xiàng)目是西門子基于人工智能的高級診斷解決方案在中國電力行業(yè)的首次實(shí)踐，具有開創(chuàng)性意義。我們將以此為起點(diǎn)，持續(xù)創(chuàng)新，為客戶創(chuàng)造更多價值?！薄?西門子中國研究院大數(shù)據(jù)分析研發(fā)部總監(jiān)田鵬偉
除了遇到問題以后“對癥下藥”，對機(jī)組的常規(guī)“體檢”也不能懈怠。然而，日常檢修策略的制定也并非易事。
頻繁的檢修固然能夠避免可能出現(xiàn)的問題，但運(yùn)營成本也會相應(yīng)增加。如何在成本與可靠性之間作出權(quán)衡，則是西門子以可靠性為中心的檢修功能(RCM)的“拿手絕活”。
RCM就像電廠的“私人健康顧問”，能夠綜合考慮電廠對可靠性的要求、維護(hù)成本和運(yùn)營目標(biāo)等多個因素，幫電廠制定最佳“體檢計(jì)劃”，保證機(jī)組在全生命周期內(nèi)的“健康”運(yùn)行。
在這一項(xiàng)目中，從預(yù)警、診斷到維護(hù)和制定新維護(hù)策略的整個過程構(gòu)成了完整的預(yù)測性維護(hù)的閉環(huán)。
“我們相當(dāng)于給電廠配備了一位細(xì)心的私人醫(yī)生，它聰明可靠，讓電廠的‘健康管理’從‘按部就班’變成‘未雨綢繆’。我們相信，這種‘私人醫(yī)生’未來將在整個能源產(chǎn)業(yè)大展身手?！薄?西門子(中國)有限公司油氣與電力集團(tuán)數(shù)字化業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人湯禹成
04
個體改善，全局調(diào)度
借助“分析專家”系統(tǒng)，通過不斷挖掘數(shù)據(jù)價值，CSASS不僅幫助電廠預(yù)防機(jī)組“生病”，還利用性能分析優(yōu)化和負(fù)荷經(jīng)濟(jì)調(diào)度等應(yīng)用模塊，讓機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)越來越好，讓能耗更低、效率更高、經(jīng)濟(jì)效益更好。
例如，通過利用性能分析優(yōu)化模塊對機(jī)組循環(huán)水運(yùn)行方式進(jìn)行分析和優(yōu)化，華潤電力成功實(shí)現(xiàn)了對循環(huán)水運(yùn)行的精細(xì)控制，降低了過程中的能耗。
除不斷改善單套機(jī)組的性能之外，華潤電力還希望提高旗下所有電廠中機(jī)群的整體運(yùn)行效率。
過去，每座電廠都是“單兵作戰(zhàn)”，運(yùn)營質(zhì)量參差不齊。現(xiàn)在，CSASS對電廠進(jìn)行統(tǒng)一管理和調(diào)度，通過“取長補(bǔ)短”，提高整體運(yùn)營水平。
從“單兵作戰(zhàn)”到“全局調(diào)度”，CSASS幫助華潤電力提高電廠中機(jī)群的整體運(yùn)行效率。
例如，系統(tǒng)的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)調(diào)度功能幫助華潤電力在不同電廠的機(jī)組間合理分配熱電負(fù)荷，使整個電力系統(tǒng)的效率最大化。此外，通過橫向?qū)Ρ?，各電廠也能汲取對方先進(jìn)的運(yùn)營管理經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步提升自己的運(yùn)營水平。
05
讓應(yīng)用延伸，讓資源無界
截至2019年10月底，華潤電力正在進(jìn)行接入MindSphere的相關(guān)準(zhǔn)備。
華潤電力CSASS項(xiàng)目將是西門子MindSphere在中國電力行業(yè)的首次亮相。借助西門子即插即用的數(shù)據(jù)接入網(wǎng)關(guān)MindConnect，華潤電力可以將傳感器收集到的數(shù)據(jù)輕松傳輸至云平臺。
基于這些數(shù)據(jù)，利用MindSphere便捷的數(shù)字化開發(fā)工具，華潤電力可以根據(jù)自身需要快速開發(fā)個性化的新應(yīng)用。整個開發(fā)流程非常簡易。華潤電力的工程師僅經(jīng)過兩天的培訓(xùn)便已掌握了MindSphere相關(guān)開發(fā)基本技能。
MindSphere打破了企業(yè)的邊界，讓資源能夠在集團(tuán)企業(yè)內(nèi)部，乃至企業(yè)之間實(shí)現(xiàn)便捷共享。得益于此，華潤電力不僅能開發(fā)滿足自身需要的新應(yīng)用，還可以在未來將自己的行業(yè)知識固化成應(yīng)用，發(fā)展新的業(yè)務(wù)模式。同時，公司也可以利用MindSphere社區(qū)的開發(fā)資源，在運(yùn)營和管理方面開拓更多可能。
此外，由于MindSphere本身不斷更新迭代，華潤電力同樣可以利用新的數(shù)字化工具和不斷升級的功能獲得更強(qiáng)大的應(yīng)用開發(fā)能力，且不必承擔(dān)高額的平臺運(yùn)維成本。
06
通力合作，做數(shù)字化“領(lǐng)頭人”
做“第一個吃螃蟹的人”并不容易。
項(xiàng)目的成功背后是華潤電力的魄力、踏實(shí)和勤勉，西門子技術(shù)的專業(yè)、先進(jìn)和高效，以及雙方的密切合作。
CSASS涉及的功能不僅數(shù)量眾多且許多都是首次落地國內(nèi)，項(xiàng)目的復(fù)雜程度前所未有。面對艱巨的挑戰(zhàn)，西門子與華潤電力通力合作，讓曾經(jīng)的愿景變成了現(xiàn)實(shí)。
西門子與華潤電力項(xiàng)目組成員討論項(xiàng)目細(xì)節(jié)。
華潤電力專門組建了一支由電力、大數(shù)據(jù)和工程等各領(lǐng)域?qū)＜医M成的超過百人的團(tuán)隊(duì)，而西門子方面的團(tuán)隊(duì)成員則包括發(fā)電過程專家和數(shù)據(jù)科學(xué)家等專業(yè)人員，人數(shù)達(dá)到70人以上，其中博士近20人。每當(dāng)碰到了新技術(shù)難點(diǎn)，雙方都會共同進(jìn)行調(diào)研并組織專家研討會，踏實(shí)解決問題。
在未來，華潤電力計(jì)劃將旗下全部10個大區(qū)的所有燃煤電廠大型機(jī)組都接入CSASS，并通過進(jìn)一步深化、優(yōu)化現(xiàn)有功能，向可持續(xù)的未來穩(wěn)步前進(jìn)。
“此次與西門子的合作不僅讓我們看到了西門子技術(shù)的先進(jìn)性，也讓我們感受到了整個項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的專業(yè)性。西門子是世界知名的企業(yè)。它不僅在發(fā)電領(lǐng)域有多年積累，在數(shù)字化方面也走在行業(yè)前沿。我們希望在將來還能與西門子繼續(xù)開展深度合作?！薄?華潤電力技術(shù)研究院有限公司技術(shù)研究院副院長兼大數(shù)據(jù)中心主任陳世和
（轉(zhuǎn)載）
