今年五月，西門子與華潤電力控股有限公司(華潤電力)強強聯(lián)手，共建數(shù)字化電廠的重磅消息!
給大家復(fù)習一下。這個開創(chuàng)性的項目中有：
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)字化電力遠程運營中心
這到底是個什么樣的項目?接下來，就讓小編為大家“解剖式”講述!
01
遠在天邊?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。
自2017年起，憑借先進的數(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)字化電力遠程運營中心(運營中心)，讓運營和管理人員即使身在千里之外，也能對電廠及機組的運行了如指掌。
西門子與華潤電力精誠合作，利用西門子先進的數(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)具備負荷經(jīng)濟調(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組性能和可靠性，提升電廠的運營管理水平。
同時，為更好地從區(qū)域?qū)用鎸Ω麟姀S進行監(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)字化電力遠程運營中心。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，在實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成的同時，進行相關(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)嚴峻的考驗。
為了進一步提高競爭力，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，華潤電力決定充分應(yīng)用先進的大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)提高火電設(shè)備運行的效率和可靠性，降低能耗與排放，從整體上提升電廠運營管理水平。
經(jīng)過深入的考察與研究，華潤電力開行業(yè)之先，在電廠運營管理等方面大膽推進數(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)電機組，總裝機容量達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群進行統(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、負荷經(jīng)濟調(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數(shù)據(jù)進行匯總，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)及人工智能等先進技術(shù)來提高火電機組創(chuàng)造價值的能力。
西門子在發(fā)電領(lǐng)域的制造、生產(chǎn)及運行等方面有著豐富的經(jīng)驗。在推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程中，通過將這些先進的技術(shù)與經(jīng)驗有效、深入地融入華潤電力的發(fā)電運營過程，我們可以大大提高生產(chǎn)管控水平和機組運行效率，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)。機組故障或停機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營的“硬道理”。
預(yù)防故障發(fā)生的第一步是要及時、準確地識別潛在隱患。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)電機組上安裝的傳感器實時采集負荷、溫度和壓力等重要運行數(shù)據(jù)。利用前瞻性的人工智能技術(shù)，CSASS可以持續(xù)學習實時及歷史數(shù)據(jù)，并在機組出現(xiàn)故障前及時報警。
對此，西門子電站自動化有限公司數(shù)字化工程部負責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)將機組當前的運行狀態(tài)和基于歷史維護記錄及專家經(jīng)驗等建立的故障知識庫中針對故障癥狀的描述和分析進行語意推理和關(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)，基于機器學習技術(shù)對設(shè)備運行的當前數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進行量化的特征學習和模式識別。
這類似西醫(yī)在診斷前要求患者進行各項檢查，然后依照化驗單上的數(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確性，從而有效地減少了潛在的風險及停機時間。
華潤電力CSASS項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)的首次實踐，具有開創(chuàng)性意義。我們將以此為起點，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、維護成本和運營目標等多個因素，幫電廠制定最佳“體檢計劃”，保證機組在全生命周期內(nèi)的“健康”運行。
在這一項目中，從預(yù)警、診斷到維護和制定新維護策略的整個過程構(gòu)成了完整的預(yù)測性維護的閉環(huán)。
“我們相當于給電廠配備了一位細心的私人醫(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數(shù)字化業(yè)務(wù)負責人湯禹成
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)防機組“生病”，還利用性能分析優(yōu)化和負荷經(jīng)濟調(diào)度等應(yīng)用模塊，讓機組的運行狀態(tài)越來越好，讓能耗更低、效率更高、經(jīng)濟效益更好。
例如，通過利用性能分析優(yōu)化模塊對機組循環(huán)水運行方式進行分析和優(yōu)化，華潤電力成功實現(xiàn)了對循環(huán)水運行的精細控制，降低了過程中的能耗。
除不斷改善單套機組的性能之外，華潤電力還希望提高旗下所有電廠中機群的整體運行效率。
過去，每座電廠都是“單兵作戰(zhàn)”，運營質(zhì)量參差不齊。現(xiàn)在，CSASS對電廠進行統(tǒng)一管理和調(diào)度，通過“取長補短”，提高整體運營水平。
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群的整體運行效率。
例如，系統(tǒng)的負荷經(jīng)濟調(diào)度功能幫助華潤電力在不同電廠的機組間合理分配熱電負荷，使整個電力系統(tǒng)的效率最大化。此外，通過橫向?qū)Ρ龋麟姀S也能汲取對方先進的運營管理經(jīng)驗，進一步提升自己的運營水平。
05
讓應(yīng)用延伸，讓資源無界
截至2019年10月底，華潤電力正在進行接入MindSphere的相關(guān)準備。
華潤電力CSASS項目將是西門子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，讓資源能夠在集團企業(yè)內(nèi)部，乃至企業(yè)之間實現(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大的應(yīng)用開發(fā)能力，且不必承擔高額的平臺運維成本。
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。
項目的成功背后是華潤電力的魄力、踏實和勤勉，西門子技術(shù)的專業(yè)、先進和高效，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。
西門子與華潤電力項目組成員討論項目細節(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成的超過百人的團隊，而西門子方面的團隊成員則包括發(fā)電過程專家和數(shù)據(jù)科學家等專業(yè)人員，人數(shù)達到70人以上，其中博士近20人。每當碰到了新技術(shù)難點，雙方都會共同進行調(diào)研并組織專家研討會，踏實解決問題。
在未來，華潤電力計劃將旗下全部10個大區(qū)的所有燃煤電廠大型機組都接入CSASS，并通過進一步深化、優(yōu)化現(xiàn)有功能，向可持續(xù)的未來穩(wěn)步前進。
“此次與西門子的合作不僅讓我們看到了西門子技術(shù)的先進性，也讓我們感受到了整個項目團隊的專業(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）
