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提質(zhì)、增效、降成本—9HA世界紀(jì)錄背后的數(shù)字解決方案 2017-09-20 14:21:34

摘要：好馬要配好鞍，硬件效能充分發(fā)揮，也離不開軟件的輔助。iPhone改變世界，不能沒有一系列App。杜蘭特能成為2017NBA的MVP，也要?dú)w功于勇士隊(duì)的訓(xùn)練體系。

　　能源新聞網(wǎng)訊 好馬要配好鞍，硬件效能充分發(fā)揮，也離不開軟件的輔助。iPhone改變世界，不能沒有一系列App。杜蘭特能成為2017NBA的MVP，也要?dú)w功于勇士隊(duì)的訓(xùn)練體系。
　　2016年6月17日，法國(guó)電力集團(tuán)（EDF）布尚電廠的GE9HA機(jī)組以高達(dá)62.22%的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電效率創(chuàng)下吉尼斯世界紀(jì)錄。今年9月初，這家電廠又被全球權(quán)威行業(yè)媒體《發(fā)電雜志》（PowerMagazine）評(píng)為“2017年度全球最佳燃?xì)怆姀S”。9HA成為全球燃?xì)廨啓C(jī)的王者，先進(jìn)材料，創(chuàng)新設(shè)計(jì)功不可沒。但硬件這匹“馬”再快也不能解決所有電廠運(yùn)維問題。增強(qiáng)調(diào)峰能力，減少非計(jì)劃停機(jī)和關(guān)鍵設(shè)備事故率，平衡發(fā)電與運(yùn)維這個(gè)“砍柴”和“磨刀”的矛盾，將盈利能力提升到極致——實(shí)現(xiàn)這些，還需要數(shù)字化解決方案這個(gè)“鞍”。所謂數(shù)字鏡像，不過如此。
　　從智能設(shè)備到全廠一體化控制，從網(wǎng)絡(luò)安全保障到端計(jì)算應(yīng)用，數(shù)字化解決方案已被廣泛部署至GEH級(jí)機(jī)組中，布尚電廠也不例外。GE預(yù)計(jì)，智慧發(fā)電解決方案可以為燃?xì)怆姀S平均增加2%出力，減少5%非計(jì)劃停機(jī)和25%的運(yùn)行和維護(hù)成本。如果未來15年能提升1%的發(fā)電效率，意味著可節(jié)省價(jià)值600億美元的燃料，這就是數(shù)字化的力量。
　　端云結(jié)合，實(shí)時(shí)反應(yīng)，以數(shù)據(jù)優(yōu)化運(yùn)維
　　9HA燃機(jī)數(shù)字解決方案中，最為亮眼的是數(shù)字鏡像(DigitalTwin)。數(shù)字鏡像好比是9HA的數(shù)字孿生兄弟，他整合了Predix端計(jì)算與云計(jì)算的各自特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，通過傳感器收集來的運(yùn)行測(cè)試數(shù)據(jù)，結(jié)合電價(jià)、燃?xì)鈨r(jià)格、人工成本等信息，并通過高級(jí)算法和人工智能算法來獲取關(guān)于設(shè)備性能和運(yùn)行上的獨(dú)特洞察，完整模擬實(shí)體電廠的運(yùn)行，測(cè)試各種決策的最終成果，甚至預(yù)警異常情況的發(fā)生?？梢哉f，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用是電廠在動(dòng)態(tài)市場(chǎng)中保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的秘訣。
　　相較于傳統(tǒng)的電廠信息化基礎(chǔ)設(shè)施，端云結(jié)合的解決方案有了質(zhì)的飛躍。端計(jì)算緊鄰機(jī)器端，快速采集數(shù)據(jù)，對(duì)機(jī)組運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和指導(dǎo)；而云計(jì)算可以跨電廠、跨機(jī)群，在電力價(jià)值網(wǎng)絡(luò)中完成數(shù)據(jù)集成，為集團(tuán)運(yùn)營(yíng)提供洞察，輔助未來投資和運(yùn)營(yíng)策略決定?？蛻艨梢园葱铔Q定數(shù)據(jù)的傳輸與存儲(chǔ)方式，保護(hù)信息安全。
　　目前，GE已經(jīng)在全球創(chuàng)建了超過550,000個(gè)數(shù)字鏡像。除了法國(guó)電力集團(tuán)，美國(guó)領(lǐng)先的綜合電力公司NRG等也使用了這項(xiàng)技術(shù)。通過數(shù)字鏡像，NRG機(jī)組出力可提高2-3%，每運(yùn)行32,000小時(shí)增加收益500萬美元。
　　三大工具，科學(xué)預(yù)測(cè)，提高電廠盈利
　　在沒有數(shù)字鏡像之前，燃機(jī)運(yùn)維人員缺乏數(shù)據(jù)和運(yùn)算工具，在做重要決定時(shí)，只能依靠經(jīng)驗(yàn)和人工記錄推測(cè)。但通過數(shù)字鏡像，運(yùn)維人員就可以運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析的力量，科學(xué)解決運(yùn)維難題。比如，布尚電廠的數(shù)字化解決方案中就包含下面三個(gè)“神器”，已廣受燃機(jī)運(yùn)維人員稱道：
　　• 燃機(jī)性能恢復(fù)助手（PerformanceRecoveryAdvisor）——維護(hù)日期一天不差。如何精準(zhǔn)的掌握燃機(jī)的維護(hù)時(shí)間，對(duì)燃機(jī)運(yùn)維人員來說是一直是個(gè)困擾。以最常見的“壓氣機(jī)離線水洗”為例。燃?xì)廨啓C(jī)吸入空氣時(shí)不免有灰塵堆積，灰塵過多就會(huì)影響燃機(jī)效率，使度電成本增加，損害電廠長(zhǎng)期盈利能力。但是，如果要清洗壓氣機(jī)，就需要先停下機(jī)組，花三到四天時(shí)間自然冷卻，再上電轉(zhuǎn)動(dòng)，用專用水洗液清洗。整個(gè)過程除了自身成本高昂外，還會(huì)搭上幾天發(fā)電的利潤(rùn)。通常，運(yùn)維人員只能憑經(jīng)驗(yàn)做出決策，在非高峰期挑一天進(jìn)行水洗；而現(xiàn)在，燃機(jī)性能恢復(fù)助手會(huì)通過科學(xué)的函數(shù)算法平衡短期和長(zhǎng)期利益，計(jì)算出既可盡快恢復(fù)性能，又不會(huì)耽誤太多發(fā)電盈利的方案，并將日期精確到天，提前告知運(yùn)維人員。
　　• 燃機(jī)里程表（GasTurbineOdometer）——運(yùn)行歷史一秒不漏。想知道一輛車要不要維護(hù)，只需要看這輛車的里程表；但是，在過去，確定燃機(jī)運(yùn)行是否需要維護(hù)只能根據(jù)運(yùn)維人員的歷史記錄推算。一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)的維修間隔最少兩年半。這么長(zhǎng)的時(shí)間里，每一次啟動(dòng)和運(yùn)行時(shí)間又會(huì)改變最后的維護(hù)修理日期。想想有多少人能堅(jiān)持記賬兩個(gè)月，就知道完整保存兩年多的歷史記錄有多難。有了燃機(jī)里程表，系統(tǒng)就可以自動(dòng)記錄燃機(jī)每一秒的狀態(tài)，幫助推算出下一次維護(hù)、修理的時(shí)間，并動(dòng)態(tài)調(diào)整。最關(guān)鍵的是，就算是有人員變動(dòng)，這些記錄也不會(huì)丟失，燃機(jī)里程表就是電廠忠實(shí)可靠的記錄者。
　　• 虛擬電池（VirtualBattery）——電廠盈利一分不丟。在中國(guó)，燃?xì)廨啓C(jī)有調(diào)峰使命，即在其他發(fā)電來源功率下降時(shí)多發(fā)電，上升時(shí)少發(fā)電，維持電網(wǎng)總體電量的穩(wěn)定。機(jī)組負(fù)荷增大時(shí)，會(huì)加速設(shè)備損耗，但此時(shí)燃機(jī)效率較高，度電成本較低，毛利率提升；當(dāng)機(jī)組負(fù)荷減少時(shí)，損耗速度會(huì)降低，但發(fā)電效率會(huì)下降，度電成本會(huì)升高，毛利率下降。數(shù)字鏡像通過模擬，可以在調(diào)峰時(shí)，找到燃機(jī)負(fù)荷的最佳平衡點(diǎn)，讓燃機(jī)在高負(fù)荷時(shí)適當(dāng)多發(fā)電，多賺錢，又不會(huì)讓燃機(jī)過度損耗，把可能的盈利拿到一分不剩。同時(shí)，伴隨電價(jià)市場(chǎng)化的推進(jìn)，未來可能會(huì)出現(xiàn)高峰、低峰電價(jià)。數(shù)字鏡像可以讓燃機(jī)在高峰時(shí)適當(dāng)多發(fā)，低谷時(shí)適當(dāng)少發(fā)，在維持燃機(jī)壽命穩(wěn)定的情況下，進(jìn)一步提高電廠的盈利能力。
　　智慧發(fā)電，高效安全，助力電廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型
　　電力體制改革的深入，節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)的提高，發(fā)電能源多元化的發(fā)展，以及當(dāng)前發(fā)電量總體過剩的現(xiàn)狀使電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)空前激烈。電廠每天產(chǎn)生5到10個(gè)G的數(shù)據(jù)，過去這些數(shù)據(jù)的利用率僅為2%左右。未利用的數(shù)據(jù)其實(shí)是未被開采的金礦，充分挖掘，就可以激發(fā)設(shè)備更多潛能。電廠數(shù)字化，不僅是大勢(shì)所趨，也是當(dāng)前發(fā)電行業(yè)轉(zhuǎn)型的突破口之一。
　　全球經(jīng)驗(yàn)與本土實(shí)踐的結(jié)合，讓GE在中國(guó)智慧發(fā)電領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。全球約三分之一的電量由GE的發(fā)電設(shè)備提供。GE在中國(guó)共落地超過200臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)，180臺(tái)蒸汽輪機(jī)，其數(shù)字化解決方案不僅覆蓋GE本品牌發(fā)電設(shè)備，還可支持超過90個(gè)OEM品牌的發(fā)電機(jī)與輔機(jī)。此外，GE擁有全套工業(yè)運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)信息安全解決方案，其防火墻Opshield-4000-4已獲得中國(guó)公安部網(wǎng)絡(luò)安全保衛(wèi)局的認(rèn)證，是少數(shù)可以為中國(guó)企業(yè)提供工業(yè)控制安全設(shè)施的國(guó)際企業(yè)之一。
　　從法國(guó)巴黎，到中國(guó)北京，GE致力于為發(fā)電行業(yè)插上數(shù)字化的翅膀。為新機(jī)配套數(shù)字化解決方案，或?qū)υ袡C(jī)組進(jìn)行數(shù)字化改造，深入發(fā)掘現(xiàn)有設(shè)備潛力，降低成本、改善電廠效益，提升電廠性能、使用率與可靠性，實(shí)現(xiàn)電力資產(chǎn)價(jià)值最大化。對(duì)于GE而言，數(shù)字化不再是紙上談兵，而是實(shí)現(xiàn)電廠降本增效的可靠手段；智慧發(fā)電不是遙不可及的藍(lán)圖暢想，而是經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)、整裝待發(fā)的一副“好鞍”。（能源新聞網(wǎng)）