葉李濤

在“中國(guó)制造2025”的背景下，隨著“兩化融合”進(jìn)程的推動(dòng)，火電企業(yè)智慧化建設(shè)意義重大。在2023“直通烏鎮(zhèn)”全球互聯(lián)網(wǎng)大賽工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)題賽上，朗坤智慧科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“朗坤智慧”）所帶來(lái)的“智慧運(yùn)行系統(tǒng)（智慧監(jiān)盤(pán)）”項(xiàng)目，以工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為基礎(chǔ)，綜合運(yùn)用“云大物移智”等先進(jìn)技術(shù)，將智能算法和設(shè)備運(yùn)行機(jī)理規(guī)則相融合，結(jié)合專(zhuān)家系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)設(shè)備關(guān)鍵參數(shù)的劣化分析和設(shè)備故障預(yù)測(cè)，同時(shí)給出相關(guān)操作指導(dǎo)和優(yōu)化方案，可廣泛應(yīng)用于發(fā)電、冶金、化工等行業(yè)。

節(jié)能減排，數(shù)字化轉(zhuǎn)型順勢(shì)而為

國(guó)家“十四五”規(guī)劃里指出，推動(dòng)能源清潔低碳安全高效利用，降低碳排放強(qiáng)度，支持有條件的地方率先達(dá)到碳排放峰值，制定2030年前碳排放達(dá)峰行動(dòng)方案。

在“雙碳”目標(biāo)提出后，火電機(jī)組日常調(diào)峰范圍不斷擴(kuò)大，深度調(diào)峰、啟停調(diào)峰、調(diào)頻輔助服務(wù)等發(fā)電輔助服務(wù)成為常態(tài)；同時(shí)機(jī)組的節(jié)能減排、環(huán)保管控等方面的要求也越來(lái)越高，運(yùn)行人員日常操作量大幅上升，存在監(jiān)盤(pán)工作壓力大、參數(shù)異常發(fā)現(xiàn)晚等問(wèn)題。傳統(tǒng)的監(jiān)盤(pán)模式已經(jīng)不適應(yīng)日趨復(fù)雜的安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等各方面精細(xì)化要求。

由此可見(jiàn)，無(wú)論從應(yīng)對(duì)外部形勢(shì)變化的需要，還是從火電集控運(yùn)行自身發(fā)展來(lái)看，積極推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、開(kāi)展智慧運(yùn)行系統(tǒng)建設(shè)，勢(shì)在必行。

作為工信部國(guó)家級(jí)“雙跨”工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)企業(yè)，朗坤智慧自成立起就深耕以能源行業(yè)為代表的重資產(chǎn)流程工業(yè)，至今已經(jīng)有20余年。其團(tuán)隊(duì)成員中，既有行業(yè)領(lǐng)軍的管理人才、理論與實(shí)踐兼?zhèn)涞墓に噷?zhuān)家，也有精通軟件產(chǎn)品架構(gòu)與研發(fā)的IT工程師等，經(jīng)驗(yàn)豐富、能力全面。

在前期良好合作的基礎(chǔ)上，朗坤智慧與江蘇國(guó)信揚(yáng)州發(fā)電有限責(zé)任公司簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，成立智慧運(yùn)行研發(fā)中心，圍繞智慧監(jiān)盤(pán)系統(tǒng)展開(kāi)聯(lián)合攻關(guān)，系統(tǒng)最終順利投運(yùn)。

2021年7月，智慧監(jiān)盤(pán)系統(tǒng)首先在江蘇國(guó)信揚(yáng)電公司上線運(yùn)行，后續(xù)分別在中海油珠海天然氣發(fā)電公司、中海油阜寧熱電有限責(zé)任公司、中山嘉明電力有限公司、中海福建燃?xì)獍l(fā)電有限公司、磐石建龍鋼鐵有限公司、南水北調(diào)江蘇泵站技術(shù)有限公司等項(xiàng)目中推廣應(yīng)用。

技術(shù)創(chuàng)新，從“人防”轉(zhuǎn)向“技防”

朗坤智慧在現(xiàn)有DCS和SIS數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，圍繞系統(tǒng)總體架構(gòu)、數(shù)據(jù)挖掘方法、智能算法、監(jiān)盤(pán)模型和專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)等方面開(kāi)展了研究，研發(fā)了基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的智慧監(jiān)盤(pán)系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)“人防”向“技防”的轉(zhuǎn)變。

從技術(shù)的角度來(lái)看，智慧監(jiān)盤(pán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)創(chuàng)新——

提出了基于機(jī)理規(guī)則和AI算法深度融合的智慧運(yùn)行監(jiān)控功能架構(gòu)，建立了基于數(shù)據(jù)的智能監(jiān)控模型，為智慧運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理、模型可視化、報(bào)警調(diào)度、機(jī)組監(jiān)督和操作指導(dǎo)提供了基礎(chǔ)；

研發(fā)了基于局部波峰波谷與多項(xiàng)式擬合的運(yùn)行數(shù)據(jù)趨勢(shì)識(shí)別方法、基于滑動(dòng)窗口的多元時(shí)間序列缺失值填充方法等數(shù)據(jù)挖掘方法，實(shí)現(xiàn)了電廠海量歷史數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、清洗、相關(guān)性分析以及從歷史數(shù)據(jù)中快速提取特征參數(shù)；

研發(fā)了電站鍋爐效率對(duì)標(biāo)優(yōu)化的數(shù)據(jù)分析方法、參數(shù)周期性波動(dòng)的監(jiān)測(cè)方法、參數(shù)晃動(dòng)監(jiān)測(cè)方法、基于GMM和線性貝葉斯的設(shè)備早期劣化預(yù)警方法等適用于電廠變工況的智能算法，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組全系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)異常的快速判斷和預(yù)警；

構(gòu)建了基于數(shù)理和機(jī)理雙驅(qū)動(dòng)的覆蓋機(jī)組各類(lèi)異常工況的預(yù)警模型，建立了與預(yù)警模型相關(guān)聯(lián)的專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)，取得了多參數(shù)綜合診斷的技術(shù)突破，實(shí)現(xiàn)了基于電廠運(yùn)行規(guī)程、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、故障處理方案等先驗(yàn)知識(shí)結(jié)構(gòu)化處理的運(yùn)行操作指導(dǎo)。

智慧監(jiān)盤(pán)系統(tǒng)是建立在對(duì)DCS已有測(cè)點(diǎn)參數(shù)分析的基礎(chǔ)之上，未新增現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或測(cè)點(diǎn)，投資較小；模型可復(fù)用性高，可快速應(yīng)用于其他機(jī)組項(xiàng)目，在技術(shù)上具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。系統(tǒng)穩(wěn)定投運(yùn)后，可在減少機(jī)組非停、延長(zhǎng)設(shè)備維護(hù)周期、降低機(jī)組發(fā)電能耗、減員增效、降低培訓(xùn)投入成本等方面給用戶(hù)帶來(lái)價(jià)值，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

“兩化融合”，信息技術(shù)賦能工業(yè)企業(yè)

無(wú)論是工業(yè)企業(yè)做信息化轉(zhuǎn)型，還是信息技術(shù)企業(yè)服務(wù)工業(yè)企業(yè)，“兩化融合”是世界性難題。朗坤智慧以電廠實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，覆蓋電廠鍋爐、汽機(jī)、電氣三大專(zhuān)業(yè)、38個(gè)系統(tǒng)，建立了1015個(gè)故障診斷模型，其中AI模型占比20%以上，較好地解決了“兩化融合”的難題。

例如，傳統(tǒng)的DCS報(bào)警，主要是對(duì)設(shè)備起到保護(hù)作用，無(wú)法在運(yùn)行過(guò)程中、事故發(fā)生初期給出提醒，需要運(yùn)行人員翻看畫(huà)面并作曲線分析，才能人為提前發(fā)現(xiàn)異常。而值班人員在監(jiān)盤(pán)過(guò)程中，需要在幾十個(gè)畫(huà)面中進(jìn)行來(lái)回切換、監(jiān)控，通常只能按照輕重緩急進(jìn)行分類(lèi)，加之設(shè)備老化、負(fù)荷變化快等因素，這給運(yùn)行操作監(jiān)盤(pán)帶來(lái)了較大壓力。

而如今的智慧監(jiān)盤(pán)，將報(bào)警分成了三級(jí)：一級(jí)報(bào)警指設(shè)備發(fā)生故障和運(yùn)行提醒，需要值班員手工干預(yù)，并進(jìn)行操作處理；二級(jí)報(bào)警是黃色指示燈，提醒運(yùn)營(yíng)人員某些參數(shù)偏離正常值，但是沒(méi)有引起故障；三級(jí)報(bào)警實(shí)現(xiàn)優(yōu)化提醒，接到報(bào)警之后明確故障原因，并給運(yùn)行人員提供具體建議，以輔助值班人員及時(shí)進(jìn)行故障處理。同時(shí)，智慧監(jiān)盤(pán)會(huì)根據(jù)電廠運(yùn)行規(guī)程、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、故障處理方案等知識(shí)構(gòu)建專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)，系統(tǒng)產(chǎn)生報(bào)警時(shí)，自動(dòng)推送相關(guān)的操作指導(dǎo)和優(yōu)化方案。

朗坤智慧相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，目前國(guó)內(nèi)建設(shè)智慧運(yùn)行相關(guān)的火電機(jī)組不超過(guò)50臺(tái)，加上E級(jí)以上的燃?xì)鈾C(jī)組，國(guó)內(nèi)有2000臺(tái)以上的火電機(jī)組沒(méi)有建設(shè)智慧運(yùn)行系統(tǒng)，其潛在的市場(chǎng)規(guī)模在40億元左右。

在基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的智慧運(yùn)行系統(tǒng)正迎來(lái)快速發(fā)展期的當(dāng)下，朗坤智慧將進(jìn)一步思考如何與投融資機(jī)構(gòu)互動(dòng)以支持產(chǎn)品推廣、如何通過(guò)產(chǎn)業(yè)界意見(jiàn)反哺自身產(chǎn)品迭代等，繼續(xù)深度賦能重資產(chǎn)流程工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提升產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和實(shí)體經(jīng)濟(jì)更好結(jié)合。

（作者單位：浙江省圖靈互聯(lián)網(wǎng)研究院）