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电厂数字化进阶之路(四):全新的赛道

 奔跑的电力人 2022-12-05 发布于山东

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1879年5月,英国电气工程师毕晓浦在上海虹口点燃了一盏碳极弧光灯。1882年4月,英国人立德尔创办上海电气公司,建成中国第一家发电厂,虽然装机容量仅12千瓦,但却实实在在的将中国带入了电气时代。

解放后,中国的电力事业在一穷二白的基础上不断发展,目前,我们的火电装机占到全世界一半。当西方在能源紧张的情况下准备重启煤电的时候,我们的风电、水电、光伏等新能源形式已经在全世界独占鳌头,不仅完全满足国内生产的需要,还实现了对外出口。中国电力人的脚步横跨亚欧非拉,只要有电力建设的地方,就有中国电力人的身影。

从落后、追赶到反超,中国电力的发展史波澜壮阔,历久弥新。

当所有人认为这种超越只是简单的从1到100的复制过程的时候,中国的电力事业没有就此止步,而是借助5G、互联网等行业快车,迅速走上了数字化的道路。以前我们是跟随着别人的脚步紧追慢赶,如今我们开辟了一条全新的赛道,既是运动员,又是裁判。

电厂从自动化、信息化、数字化到智慧化的演变,我们在自动化时代是追赶者,在信息化的浪潮开始崭露头角的时候,我们已经成为了开辟者和领先者。这个过程,虽然遭受了很多的质疑,尤其是在当前阶段,大家还看不到成绩的时候,质疑声更大。

但是回顾电厂自动化的过程,在单片机还不成熟的阶段,电厂的自动化之路也并不平稳。因为自动化的不断发展,才给机组的不断扩容提供了可能。而在自动化已经到达天花板的时候,信息化、数字化和智慧化就是未来电厂乃至整个工业、能源领域发展的方向。

这个赛道的开辟,意义重大!

首先是可以改变电厂的生产方式,这个分析前文也说过了,其实可以更具体点。在信息化时代,我们已经可以在千里之外关注着当前机组运行的状况,当天生产管理工作的开展情况,你可以在千里之外完成相关生产流程的审批。等到了数字化时代,除了信息化的所有功能外,机器已经可以为你提供更加精确的运行分析、财务分析、物资分析等功能,这些分析将对当天的生产工作决策提供硬性的数据支撑。这种支撑而在任一时间段内,都可以不断涌现。机器1与0的判断,有时往往会更靠谱。

到了智慧化时代,上述功能会进一步强化。通过生产运行数据建模,机组能够更加精确的进行燃烧调整、负荷调整,这种调整已经不再依靠运行人员。通过大数据分析,不断得出更加精确的风、水、煤配比,这个配比将以毫秒级的延时不断进入到下一流程中,机组的运行将愈加稳定,效率更高,将会更大限度的实现无人值守。

在数字化时代,或许我们还需要个人经验去对当前的数据进行分析,从而得出某种判断。而到了智慧化时代,机器判断将代替人的行为。我一直认为,经验往往是最不靠谱的,从某一个原点出发,在到达另一原点的过程中,经验判断成功的标准在于偏差的大小,而偏差将持续存在。

从自动化到智慧化的过程中,还有另外一个重要的变化是我非常关心的。在设备状态诊断过程中,系统参数将由原来的报警变成预警,设备将最大程度上不再进入报警区,这种变化会大大延长设备的使用寿命,同时对于提高机组的整体运营能力大有裨益。

这一点在自动化时代几乎是不可能实现的,或者是不可能大面积实现,因为需要处理的数据量实在太大。首先是需要建立一台机组的正常运行体系模型,同时要建立行业标准模型、设计标准模型等等,系统实时运行参数会周期性的与标准模型进行对比,同时会对微小的参数变化做出反应。这种数据处理能力,只有在达到了一定算力之后才能实现,这是自动化时代完全不能想象的。

这个过程中,也会催生电厂各个专业产业链的不断升级。如果有可能在工艺学和材料学上有所突破,那么我们甚至可以建造出更大参数的机组。这种催生是互相成就的,数字化或者智慧化首先对相关的自动化设备在精确度、稳定性方面提出了更高要求,当然对于工艺学、材料学也会进一步的促进。在没有0的突破的情况下,发展都是按需展开的,只要这种需求被打开,整个行业也会水涨船高。

作为工业时代最伟大的存在,电厂始终都走在历史的前沿,电厂的发展会不断影响各行各业。所以,一旦电厂大规模进入算力时代,那么对于其他行业的带动是不可想象的。很多原理都是相通、相辅相成,电厂数字化的经验和相关成果可以复制到其他行业中,这种双赢的局面,会对整个社会的进步带来活力。

所以,以前我说数字化是对电厂原有生产方式的一种升级,后来我觉得这种说法并不准确。升级不会是革命性的,数字化、智慧化是对电厂的彻底颠覆,所以是开辟了一个全新的赛道。虽然电厂人觉得数字化是方便了自己的生产活动,而实际上从更高维度来看,电厂的生产活动彻底被改变了。

之前我听说海外很多燃机电厂对自动化的要求很高,甚至要求实现无人值守,但是技术上一直很难实现。海外人力成本比较高,电力人才不像咱们国内这么丰富,所以对自动化的要求更高。但是,自动化时代是很难实现无人值守等功能的,即便在国内,我给很多人讲课的时候也说过,很多的自动在必要的时候一定要加强人为干预。个中缘由并非某个自动或者某个逻辑存在不合理和值得优化的地方,而是自动化时代的算力水平,无法支撑我们对电厂更高的要求。

但是,数字化和智慧化就可以为这种需求提供了可能。我们可以想象未来电厂的工作模式,人的作用将逐渐被淡化,操作将更加简单。你甚至不需要理解一个电厂的工作流程,只需要具备一定的数据处理能力就可以。你的工作将不会是在炉顶飞来飞去,各种设备预警解决了巡检的盲区问题,而更加智慧化的数据分析,将直接作用于各个生产设备。

可能这种想象非常科幻,犹如自动化刚开始的样子!

2022年7月17日深夜 于上海!

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