國(guó)內(nèi)首個(gè)!行業(yè)級(jí)燃機(jī)智慧運(yùn)維云平臺(tái)是如何煉成的?

在未來(lái)的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中,燃?xì)獍l(fā)電將發(fā)揮重要作用。

這似乎顛覆了人們?nèi)粘UJ(rèn)知。眾所周知,在碳達(dá)峰/碳中和的環(huán)保目標(biāo)下,我國(guó)能源結(jié)構(gòu)正迎來(lái)根本性變革,傳統(tǒng)化石能源占比將逐步下降,綠色低碳的新能源占比將持續(xù)提升,為何還要推動(dòng)燃?xì)獍l(fā)電的發(fā)展?

這絕非虛言。在沒(méi)有完全解決新能源發(fā)電消納問(wèn)題之前,傳統(tǒng)能源與新能源仍將“攜手同行”較長(zhǎng)時(shí)間,而燃?xì)獍l(fā)電具有清潔、穩(wěn)定、靈活等特點(diǎn),無(wú)疑是近中期能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中彌補(bǔ)新能源關(guān)鍵技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力不足的重要選擇。

不過(guò),燃機(jī)核心部件被國(guó)外壟斷和隨之而來(lái)的高昂運(yùn)維成本卻是燃?xì)獍l(fā)電發(fā)展中不可忽視的攔路虎。如何利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新一代數(shù)字技術(shù),在數(shù)字化的大浪潮下實(shí)現(xiàn)運(yùn)維成本和管理決策的新躍遷,就成為燃?xì)獍l(fā)電當(dāng)下最緊迫的挑戰(zhàn)。

基于此,華電電科院攜手中國(guó)電子云、國(guó)電南自華盾公司合作開(kāi)發(fā)出國(guó)內(nèi)首個(gè)行業(yè)級(jí)自主可控燃機(jī)智慧運(yùn)維云平臺(tái),填補(bǔ)行業(yè)空白,為燃?xì)獍l(fā)電運(yùn)維插上智慧的翅膀,給中國(guó)電力行業(yè)的數(shù)字化和智能化發(fā)展打了個(gè)樣。

運(yùn)維成本,燃?xì)獍l(fā)電不能承受之痛

在煤電時(shí)代,燃?xì)獍l(fā)電就因?yàn)檎嫉孛娣e少、建設(shè)周期短、運(yùn)行靈活,扮演著電力與經(jīng)濟(jì)發(fā)展削峰填谷的角色;如今,煤電占比下降已成大勢(shì)所趨,燃?xì)獍l(fā)電堪比能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中的穩(wěn)定器,作用愈發(fā)突出。

《2021年中國(guó)燃?xì)獍l(fā)電報(bào)告》也顯示,2020年中國(guó)燃?xì)獍l(fā)電量位居世界第三,但在中國(guó)發(fā)電總量的占比只有3.2%,未來(lái)市場(chǎng)空間巨大。

“近年來(lái),中國(guó)燃?xì)獍l(fā)電一直處于微虧或者微盈的狀況。燃?xì)獍l(fā)電兩大關(guān)鍵因素:一是天然氣價(jià)格,二是運(yùn)維成本?!比A電電力科學(xué)研究院有限公司汽機(jī)及燃機(jī)技術(shù)部主任趙玉柱如是說(shuō),“以運(yùn)維成本為例,F(xiàn)級(jí)燃機(jī)每年檢修費(fèi)用五千萬(wàn)左右,一個(gè)大修周期(大概10年)下來(lái),燃?xì)怆姀S賺的錢(qián)幾乎都支付了維護(hù)費(fèi)用?!?/p>

因此,要想推動(dòng)燃?xì)獍l(fā)電的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展,降低運(yùn)維成本是關(guān)鍵,但這絕非易事:

其一,燃?xì)廨啓C(jī)核心部件被國(guó)外廠商所壟斷,技術(shù)壟斷很容易產(chǎn)生高昂的檢修維護(hù)費(fèi)用。例如,燃?xì)廨啓C(jī)高溫部件工作環(huán)境惡劣,加上燃?xì)廨啓C(jī)由于承擔(dān)電網(wǎng)調(diào)峰而頻繁啟停,很容易因?yàn)闊崞诙l(fā)生損壞,維修和更換部件成本極其高昂。其二,國(guó)外廠商核心部件的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和算法邏輯猶如黑盒子,用戶并不知曉燃機(jī)系統(tǒng)真實(shí)運(yùn)行情況,“維修過(guò)?!钡那闆r比比皆是,用戶對(duì)于維護(hù)沒(méi)有自主權(quán),無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)燃機(jī)設(shè)備可用率和運(yùn)行條件優(yōu)化的掌控。其三,電力行業(yè)專(zhuān)家擁有豐富的模型、經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù),卻缺乏運(yùn)用大數(shù)據(jù)、AI等數(shù)字化技術(shù)的能力,無(wú)法將專(zhuān)家的各項(xiàng)能力進(jìn)行沉淀和構(gòu)建其符合未來(lái)趨勢(shì)的運(yùn)維體系。

如何扭轉(zhuǎn)這種局面?現(xiàn)在看燃?xì)獍l(fā)電行業(yè)利用數(shù)字化技術(shù)手段來(lái)降低成本是必然之路?!拔覀冃枰獙㈦娍圃憾嗄暝陔娏π袠I(yè)服務(wù)的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)和算法與各種數(shù)字化技術(shù)相融合,實(shí)現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)等各種設(shè)備的檢測(cè)、預(yù)警診斷和優(yōu)化決策?!壁w玉柱表示道。

1+N模式為智慧運(yùn)維打個(gè)樣

在數(shù)字化時(shí)代,燃?xì)獍l(fā)電的運(yùn)維管理方式正在發(fā)生革命性變革。遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與故障診斷這種基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和狀態(tài)的維護(hù)方式被認(rèn)為是最重要的發(fā)展方向。

如何理解遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與故障診斷?即實(shí)時(shí)采集燃機(jī)運(yùn)行過(guò)程所產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù),然后將數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)和管理,再通過(guò)監(jiān)測(cè)模型和診斷模型對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)在價(jià)值進(jìn)行分析與挖掘,從而預(yù)測(cè)燃機(jī)性能衰退及未來(lái)運(yùn)行狀態(tài),并給予科學(xué)的決策建議,以降低維護(hù)成本和優(yōu)化燃?xì)膺\(yùn)行條件。

事實(shí)上,國(guó)外燃機(jī)設(shè)備廠商近年來(lái)紛紛加碼遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與故障診斷的布局,正在構(gòu)筑新的壟斷優(yōu)勢(shì)。趙玉柱直言:“燃機(jī)的控制系統(tǒng)和運(yùn)維已經(jīng)成為卡脖子問(wèn)題,必須解決這個(gè)瓶頸。”

但解決“卡脖子”僅僅依靠科學(xué)研究并不夠,還需要技術(shù)、工程和產(chǎn)業(yè)各方面協(xié)同推進(jìn)。為此,華電電科院攜手中國(guó)電子云、國(guó)電南自華盾公司聯(lián)合攻關(guān),打造出國(guó)內(nèi)首個(gè)行業(yè)機(jī)燃機(jī)智慧運(yùn)維平臺(tái),填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。

據(jù)悉,該平臺(tái)基于國(guó)產(chǎn)化自主可控的設(shè)備和技術(shù),采用“1+N”云邊協(xié)同、運(yùn)管分離的部署架構(gòu),在電廠側(cè)重點(diǎn)建設(shè)預(yù)警診斷、性能分析、運(yùn)行優(yōu)化等9大業(yè)務(wù)模塊;在集團(tuán)側(cè)重點(diǎn)建設(shè)決策中心、監(jiān)管中心等4大中心;在行業(yè)側(cè)重點(diǎn)建設(shè)燃機(jī)診斷運(yùn)維服務(wù)平臺(tái)和生態(tài),支持新產(chǎn)業(yè)、新模式。

該平臺(tái)充分利用云邊協(xié)同場(chǎng)景的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn),構(gòu)建起全新的燃機(jī)運(yùn)維體系,猶如為運(yùn)維打造了“眼、手、腦”,實(shí)現(xiàn)燃機(jī)設(shè)備的全面感知,并且進(jìn)行分析優(yōu)化和預(yù)測(cè)預(yù)警:

端側(cè)各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備猶如一雙智慧的眼睛,通過(guò)不斷采集設(shè)備的熱力、溫度、壓力脈動(dòng)等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),做到對(duì)于設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的全面與實(shí)時(shí)監(jiān)控;邊緣側(cè)恰似一雙勤勞的手,運(yùn)行各種算法和模型,確保電廠側(cè)各種決策的執(zhí)行;云側(cè)就是一顆智慧的大腦,部署了集合數(shù)據(jù)中臺(tái)和人工智能算法平臺(tái)的信息智能化算法平臺(tái),負(fù)責(zé)與所有電廠數(shù)據(jù)進(jìn)行交互、處理和存儲(chǔ),并不斷訓(xùn)練和迭代各種算法與模型,然后將模型下發(fā)邊緣側(cè),實(shí)現(xiàn)云邊協(xié)同。

目前,該平臺(tái)已經(jīng)部署在五家電廠十余臺(tái)機(jī)組,并且在實(shí)際運(yùn)維過(guò)程中得到成功檢驗(yàn)。例如,在浙江某機(jī)組中,該平臺(tái)預(yù)警模塊準(zhǔn)確預(yù)測(cè)到三號(hào)機(jī)組燃燒排煙溫度分散度異常、聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)凝結(jié)水泵線圈溫度異常和速比閥故障預(yù)警,避免設(shè)備非停和更大的設(shè)備隱患?!皟H僅一個(gè)運(yùn)行指標(biāo)的管控與優(yōu)化,就可以避免運(yùn)行方式不當(dāng)導(dǎo)致的損失,每年能夠節(jié)約50-100萬(wàn)?!壁w玉柱補(bǔ)充道。

據(jù)悉,后續(xù)華電集團(tuán)20多家電廠60余臺(tái)機(jī)組也將陸續(xù)接入該智慧運(yùn)營(yíng)平臺(tái)。

啟示,電力行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型該如何做

電力行業(yè)關(guān)系到國(guó)計(jì)民生,電力企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要性毋庸置疑。

如今,在云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、AI、物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字化技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下,電力企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型明顯提速,業(yè)務(wù)開(kāi)始全面走向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化,并且積極探索管理和商業(yè)模式的創(chuàng)新。與此同時(shí),電力企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型不僅僅是在技術(shù)層面對(duì)于各種新數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用,更是組織架構(gòu)、業(yè)務(wù)模式的一場(chǎng)變革。

而中國(guó)電子云與中國(guó)華電在燃機(jī)智慧運(yùn)維上聯(lián)合攻關(guān),猶如為電力企業(yè)的數(shù)字化和智能化提供一把鑰匙,為電力行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型打造一個(gè)極好范例。

首先,中國(guó)電子云能夠“讀懂”行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的趨勢(shì)。大批資深行業(yè)顧問(wèn),對(duì)于各大行業(yè)的業(yè)務(wù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)有著極深理解,可以為包括電力企業(yè)在內(nèi)的各種央企數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供專(zhuān)業(yè)建議與方案。

以數(shù)據(jù)治理為例,不把數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一,很難在云端進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)價(jià)值的挖掘。但是燃?xì)怆姀S部署了各種信息系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫(kù)類(lèi)型也是多種多樣,信息孤島叢生,數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,數(shù)據(jù)價(jià)值實(shí)現(xiàn)困難。為此,中國(guó)電子云從發(fā)電行業(yè)業(yè)務(wù)角度出發(fā),實(shí)現(xiàn)華電燃?xì)獍l(fā)電企業(yè)的數(shù)據(jù)規(guī)范性、標(biāo)準(zhǔn)化,構(gòu)建起安全、完善的數(shù)據(jù)治理體系。

中國(guó)系統(tǒng)副總裁鄧東旭介紹,“在發(fā)電能源的數(shù)據(jù)治理領(lǐng)域需要兩類(lèi)顧問(wèn):其一,需要有行業(yè)背景,能理解燃機(jī)發(fā)電業(yè)務(wù);其二需要懂得數(shù)據(jù)要素和數(shù)據(jù)治理相關(guān)產(chǎn)品與服務(wù)的技術(shù)顧問(wèn)?!?/p>

其次,中國(guó)電子云基于先進(jìn)的PKS全棧技術(shù)體系,從底層芯片、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)到數(shù)據(jù)中臺(tái)、AI中臺(tái)、運(yùn)維應(yīng)用體系,在基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域每一個(gè)環(huán)節(jié)都能夠提供專(zhuān)業(yè)的技術(shù)、產(chǎn)品和方案,并且在供應(yīng)鏈、服務(wù)等各方面提供完善保障。

“去年整個(gè)IT產(chǎn)品的供應(yīng)鏈極為緊張。但是,中國(guó)電子云與華電電科院緊密配合,在服務(wù)器硬件產(chǎn)品下線、部署安裝、系統(tǒng)調(diào)試上線等方面全力合作,確保了智慧運(yùn)維云平臺(tái)的順利上線。”鄧東旭補(bǔ)充道。

第三,類(lèi)似燃機(jī)智慧運(yùn)維云平臺(tái)這樣的聯(lián)合攻關(guān)項(xiàng)目,有利于整個(gè)電力行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。燃機(jī)智慧運(yùn)維云平臺(tái)定位就是行業(yè)級(jí)的燃機(jī)運(yùn)維平臺(tái),致力于整合燃機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈的上下游資源,通過(guò)數(shù)據(jù)要素的的聚合和流通賦能產(chǎn)業(yè)鏈,解決上至設(shè)備制造、下到設(shè)備檢修維護(hù)等整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條的挑戰(zhàn)。

“類(lèi)似燃機(jī)智慧運(yùn)維云平臺(tái)的方案對(duì)于整個(gè)中國(guó)電力行業(yè)發(fā)展都極具意義與價(jià)值。中國(guó)電子云希望在垂直領(lǐng)域構(gòu)建更多類(lèi)似方案,從應(yīng)用到基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)全棧一體化的自主可控。這也是中國(guó)電子集團(tuán)一定要承擔(dān)的使命與責(zé)任?!编嚃|旭最后表示道。

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2022-04-07
國(guó)內(nèi)首個(gè)!行業(yè)級(jí)燃機(jī)智慧運(yùn)維云平臺(tái)是如何煉成的?
如何利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新一代數(shù)字技術(shù),在數(shù)字化的大浪潮下實(shí)現(xiàn)運(yùn)維成本和管理決策的新躍遷,就成為燃?xì)獍l(fā)電當(dāng)下最緊迫的挑戰(zhàn)。

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