國內首個！行業級燃機智慧運維雲平台是如何煉成的？_風聞

在未來的能源結構轉型中，燃氣發電將發揮重要作用。

這似乎顛覆了人們日常認知。眾所周知，在碳達峯/碳中和的環保目標下，我國能源結構正迎來根本性變革，傳統化石能源佔比將逐步下降，綠色低碳的新能源佔比將持續提升，為何還要推動燃氣發電的發展？

這絕非虛言。在沒有完全解決新能源發電消納問題之前，傳統能源與新能源仍將“攜手同行”較長時間，而燃氣發電具有清潔、穩定、靈活等特點，無疑是近中期能源結構轉型中彌補新能源關鍵技術競爭力不足的重要選擇。

不過，燃機核心部件被國外壟斷和隨之而來的高昂運維成本卻是燃氣發電發展中不可忽視的攔路虎。如何利用雲計算、大數據、人工智能、物聯網等新一代數字技術，在數字化的大浪潮下實現運維成本和管理決策的新躍遷，就成為燃氣發電當下最緊迫的挑戰。

基於此，華電電科院攜手中國電子雲、國電南自華盾公司合作開發出國內首個行業級自主可控燃機智慧運維雲平台，填補行業空白，為燃氣發電運維插上智慧的翅膀，給中國電力行業的數字化和智能化發展打了個樣。

運維成本,燃氣發電不能承受之痛

在煤電時代，燃氣發電就因為佔地面積少、建設週期短、運行靈活，扮演着電力與經濟發展削峯填谷的角色；如今，煤電佔比下降已成大勢所趨，燃氣發電堪比能源結構轉型中的穩定器，作用愈發突出。

《2021年中國燃氣發電報告》也顯示，2020年中國燃氣發電量位居世界第三，但在中國發電總量的佔比只有3.2%，未來市場空間巨大。

“近年來，中國燃氣發電一直處於微虧或者微盈的狀況。燃氣發電兩大關鍵因素：一是天然氣價格，二是運維成本。”華電電力科學研究院有限公司汽機及燃機技術部主任趙玉柱如是説，“以運維成本為例，F級燃機每年檢修費用五千萬左右，一個大修週期（大概10年）下來，燃氣電廠賺的錢幾乎都支付了維護費用。”

因此，要想推動燃氣發電的長遠發展，降低運維成本是關鍵，但這絕非易事：

其一，燃氣輪機核心部件被國外廠商所壟斷，技術壟斷很容易產生高昂的檢修維護費用。例如，燃氣輪機高温部件工作環境惡劣，加上燃氣輪機由於承擔電網調峯而頻繁啓停，很容易因為熱疲勞而發生損壞，維修和更換部件成本極其高昂。

其二，國外廠商核心部件的實時數據和算法邏輯猶如黑盒子，用户並不知曉燃機系統真實運行情況，“維修過剩”的情況比比皆是，用户對於維護沒有自主權，無法實現對燃機設備可用率和運行條件優化的掌控。

其三，電力行業專家擁有豐富的模型、經驗和數據，卻缺乏運用大數據、AI等數字化技術的能力，無法將專家的各項能力進行沉澱和構建其符合未來趨勢的運維體系。

如何扭轉這種局面？現在看燃氣發電行業利用數字化技術手段來降低成本是必然之路。“我們需要將電科院多年在電力行業服務的經驗、知識和算法與各種數字化技術相融合，實現燃氣輪機等各種設備的檢測、預警診斷和優化決策。”趙玉柱表示道。

1+N模式為智慧運維打個樣

在數字化時代，燃氣發電的運維管理方式正在發生革命性變革。遠程監測與故障診斷這種基於實時數據和狀態的維護方式被認為是最重要的發展方向。

如何理解遠程監測與故障診斷？即實時採集燃機運行過程所產生的各種數據，然後將數據傳輸、存儲和管理，再通過監測模型和診斷模型對數據內在價值進行分析與挖掘，從而預測燃機性能衰退及未來運行狀態，並給予科學的決策建議，以降低維護成本和優化燃氣運行條件。

事實上，國外燃機設備廠商近年來紛紛加碼遠程監測與故障診斷的佈局，正在構築新的壟斷優勢。趙玉柱直言：“燃機的控制系統和運維已經成為卡脖子問題，必須解決這個瓶頸。”

但解決“卡脖子”僅僅依靠科學研究並不夠，還需要技術、工程和產業各方面協同推進。為此，華電電科院攜手中國電子雲、國電南自華盾公司聯合攻關，打造出國內首個行業機燃機智慧運維平台，填補國內空白。

據悉，該平台基於國產化自主可控的設備和技術，採用“1+N”雲邊協同、運管分離的部署架構，在電廠側重點建設預警診斷、性能分析、運行優化等9大業務模塊；在集團側重點建設決策中心、監管中心等4大中心；在行業側重點建設燃機診斷運維服務平台和生態，支持新產業、新模式。

該平台充分利用雲邊協同場景的優勢和特點，構建起全新的燃機運維體系，猶如為運維打造了“眼、手、腦”，實現燃機設備的全面感知，並且進行分析優化和預測預警：

一、端側各種物聯網設備猶如一雙智慧的眼睛，通過不斷採集設備的熱力、温度、壓力脈動等實時數據，做到對於設備運行狀態的全面與實時監控；

二、邊緣側恰似一雙勤勞的手，運行各種算法和模型，確保電廠側各種決策的執行；

三、雲側就是一顆智慧的大腦，部署了集合數據中台和人工智能算法平台的信息智能化算法平台，負責與所有電廠數據進行交互、處理和存儲，並不斷訓練和迭代各種算法與模型，然後將模型下發邊緣側，實現雲邊協同。

目前，該平台已經部署在五家電廠十餘台機組，並且在實際運維過程中得到成功檢驗。例如，在浙江某機組中，該平台預警模塊準確預測到三號機組燃燒排煙温度分散度異常、聯合循環系統凝結水泵線圈温度異常和速比閥故障預警，避免設備非停和更大的設備隱患。“僅僅一個運行指標的管控與優化，就可以避免運行方式不當導致的損失，每年能夠節約50-100萬。”趙玉柱補充道。

據悉，後續華電集團20多家電廠60餘台機組也將陸續接入該智慧運營平台。

啓示，電力行業數字化轉型該如何做

電力行業關係到國計民生，電力企業數字化轉型的重要性毋庸置疑。

如今，在雲計算、大數據、AI、物聯網等數字化技術的驅動下，電力企業的數字化轉型明顯提速，業務開始全面走向數字化、網絡化和智能化，並且積極探索管理和商業模式的創新。與此同時，電力企業的數字化轉型不僅僅是在技術層面對於各種新數字化技術的應用，更是組織架構、業務模式的一場變革。

而中國電子雲與中國華電在燃機智慧運維上聯合攻關，猶如為電力企業的數字化和智能化提供一把鑰匙，為電力行業數字化轉型打造一個極好範例。

首先，中國電子雲能夠“讀懂”行業數字化轉型的趨勢。大批資深行業顧問，對於各大行業的業務現狀和發展趨勢有着極深理解，可以為包括電力企業在內的各種央企數字化轉型提供專業建議與方案。

以數據治理為例，不把數據標準統一，很難在雲端進行機器學習和數據價值的挖掘。但是燃氣電廠部署了各種信息系統，數據庫類型也是多種多樣，信息孤島叢生，數據標準不統一，數據價值實現困難。為此，中國電子雲從發電行業業務角度出發，實現華電燃氣發電企業的數據規範性、標準化，構建起安全、完善的數據治理體系。

中國系統副總裁鄧東旭介紹，“在發電能源的數據治理領域需要兩類顧問：其一，需要有行業背景，能理解燃機發電業務；其二需要懂得數據要素和數據治理相關產品與服務的技術顧問。”

其次，中國電子雲基於先進的PKS全棧技術體系，從底層芯片、操作系統、數據庫到數據中台、AI中台、運維應用體系，在基礎設施領域每一個環節都能夠提供專業的技術、產品和方案，並且在供應鏈、服務等各方面提供完善保障。

“去年整個IT產品的供應鏈極為緊張。但是，中國電子雲與華電電科院緊密配合，在服務器硬件產品下線、部署安裝、系統調試上線等方面全力合作，確保了智慧運維雲平台的順利上線。”鄧東旭補充道。

第三，類似燃機智慧運維雲平台這樣的聯合攻關項目，有利於整個電力行業的數字化轉型和長遠發展。燃機智慧運維雲平台定位就是行業級的燃機運維平台，致力於整合燃機產業鏈的上下游資源，通過數據要素的的聚合和流通賦能產業鏈，解決上至設備製造、下到設備檢修維護等整個產業鏈條的挑戰。

“類似燃機智慧運維雲平台的方案對於整個中國電力行業發展都極具意義與價值。中國電子雲希望在垂直領域構建更多類似方案，從應用到基礎設施實現全棧一體化的自主可控。這也是中國電子集團一定要承擔的使命與責任。”鄧東旭最後表示道。