人工智能與智慧電廠

【課題背景】

近年來(lái)，隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)的出現(xiàn)與使用，集成化、數(shù)字化、智能化、智慧化已成為現(xiàn)代煤電企業(yè)追求的運(yùn)營(yíng)目標(biāo)。但在實(shí)際的操作過(guò)程中，仍存在著以下幾大問(wèn)題

? 不了解人工智能技術(shù)的底層原理和工作機(jī)制?

? 對(duì)智慧電廠的概念、標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)現(xiàn)路徑不清，無(wú)法實(shí)際指導(dǎo)工作

?由于智慧電廠是一個(gè)龐大而系統(tǒng)性的建設(shè)，員工對(duì)整個(gè)體系認(rèn)知不完善，在實(shí)際操作中實(shí)現(xiàn)難度大，效率低下。本次課程將從實(shí)現(xiàn)智慧電廠的關(guān)鍵技術(shù)人工智能談起分享智慧電廠的相關(guān)內(nèi)容。

【課程收獲】

1. 了解人工智能的發(fā)展史、工作原理

2. 了解智慧電廠的整個(gè)體系及運(yùn)作

【參與人員】本課程適宜于：煤電廠

【學(xué)員任務(wù)】

1. 任務(wù)一：了解人工智能、原理及工作機(jī)制

2. 任務(wù)二：理解智慧電廠的定義、標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)容架構(gòu)

3. 任務(wù)三：了解智慧電廠落地實(shí)踐指導(dǎo)原則、內(nèi)容和落地要領(lǐng)

【課程時(shí)長(zhǎng)】1天（6小時(shí)）

【課程大綱】

模塊一：AI

一、AI技術(shù)的基本概念與發(fā)展歷程

1. AI的定義與主要分支（機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、自然語(yǔ)言處理等）。

2. AI技術(shù)的發(fā)展歷程與重要里程碑。

3. 當(dāng)前AI技術(shù)的熱點(diǎn)領(lǐng)域與前沿動(dòng)態(tài)(生成式AI、大模型與AI agent)。

二、AI技術(shù)的基本原理與核心算法

1. 機(jī)器學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)理論與常用算法（監(jiān)督學(xué)習(xí)、無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)等）。

2. 深度學(xué)習(xí)的原理與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)（卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)等）。

3. 自然語(yǔ)言處理的關(guān)鍵技術(shù)與挑戰(zhàn)（語(yǔ)義理解、機(jī)器翻譯等）。

三、AI技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域與前景展望

1. AI在各行各業(yè)的應(yīng)用案例與成功經(jīng)驗(yàn)。

2. AI技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)與潛在影響。

3. 面臨的挑戰(zhàn)與倫理問(wèn)題。

?

模塊二：智慧電廠

一．背景與定義：“雙碳”政策與科技發(fā)展，驅(qū)動(dòng)傳統(tǒng)電廠向數(shù)字化、智能化、智慧化發(fā)展

1.解讀能源“十四五”規(guī)劃相關(guān)內(nèi)容，明確電力系統(tǒng)的發(fā)展改革方向

2.能源高質(zhì)量發(fā)展，加速推進(jìn)能源互聯(lián)、智慧電廠和新型電力系統(tǒng)建設(shè)

3.智慧電廠建設(shè)，從源頭上把控，實(shí)現(xiàn)綠色高效高質(zhì)發(fā)展

4.智慧電廠，設(shè)備可靠，電網(wǎng)安全，生產(chǎn)綠色，決策科學(xué)的一套電力生產(chǎn)系統(tǒng)

5.發(fā)展歷程，從信息自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化到智慧化電廠的建設(shè)

【政策&案例】

1.能源局相關(guān)“十四五”規(guī)劃內(nèi)容的解讀

2.西門子與華潤(rùn)電力合作，將共同建設(shè)基于MindSphere混合云技術(shù)的集中監(jiān)視與分析專家系統(tǒng)

二．智慧電廠特點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)：圍繞業(yè)務(wù)效率、效益和科學(xué)管理，對(duì)現(xiàn)有自動(dòng)化電廠進(jìn)行智慧化改造

1.有助于實(shí)現(xiàn)電廠的設(shè)備可靠、電網(wǎng)安全、業(yè)務(wù)高效和綠色環(huán)保

2.是以數(shù)字化技術(shù)，如新型傳感、物聯(lián)網(wǎng)、AI和數(shù)字孿生技術(shù)為技術(shù)支撐

3.能夠起到3D可視化監(jiān)控和數(shù)據(jù)決策的管理價(jià)值

4.需要執(zhí)行力、信息化、節(jié)能環(huán)保、預(yù)警機(jī)制、學(xué)習(xí)型企業(yè)和企業(yè)文化六大體系來(lái)支持

5.是一個(gè)復(fù)雜而漫長(zhǎng)的過(guò)程，需要結(jié)合自身業(yè)務(wù)，確定改造的順序

【概念解析】

1.能源互聯(lián)網(wǎng)鏈型圖解析

2.相關(guān)數(shù)字化技術(shù)解析：物聯(lián)網(wǎng)傳感、AI、數(shù)字孿生、3D建模

三．智慧電廠內(nèi)容：多視角系統(tǒng)認(rèn)知智慧電廠，構(gòu)建智慧電廠立體圖畫

（一）以一體化大數(shù)據(jù)管控平臺(tái)支撐，融合智慧設(shè)備，架設(shè)穩(wěn)定可靠的設(shè)備管理體系

1.基于DCS實(shí)現(xiàn)主輔控一體化控制，跨平臺(tái)打通數(shù)據(jù)接口，消除信息孤島，優(yōu)化控制功能和智能管理

2.借助現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，鏈接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的診斷

3.機(jī)組自啟?？刂葡到y(tǒng)（APS），顯著增加記住控制自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)減員增效

4.鍋爐智能吹灰系統(tǒng)，在線計(jì)算和監(jiān)測(cè)鍋爐各項(xiàng)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)低成本運(yùn)行

5.脫硝+傳感監(jiān)測(cè)，防控鍋爐氣溫偏差大，水冷壁高溫腐蝕等情況

6.新型控制算法，實(shí)現(xiàn)設(shè)備控制“自分析、自診斷、資管理、自趨優(yōu)、自恢復(fù)、自學(xué)習(xí)、自提升”能力

7.依托管理系統(tǒng)參數(shù)數(shù)據(jù)分析，對(duì)設(shè)備維護(hù)管理進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)

8.依托系統(tǒng)設(shè)置、數(shù)據(jù)采集分析，協(xié)助完成修建計(jì)劃決策

9.通過(guò)一體化信息管理系統(tǒng)，匯集整體數(shù)據(jù)，借助AI系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、自主化運(yùn)維

【案例】

1.大唐姜堰智慧電廠設(shè)備運(yùn)維場(chǎng)景分析

2.浙江某電廠，在鍋爐監(jiān)視點(diǎn)上部署非接觸式的超聲波測(cè)距傳感器，對(duì)火力發(fā)電廠鍋爐膨脹系數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)

（二）3D可視化+智能傳感+AI+大數(shù)據(jù)分析+預(yù)警系統(tǒng)，構(gòu)建安全電廠

1.智能巡檢：采用AI視頻智能分析系統(tǒng)，對(duì)人、車、物、場(chǎng)等實(shí)現(xiàn)智能自動(dòng)化巡檢任務(wù)

2.智能監(jiān)控：基于互聯(lián)網(wǎng)+的安全管理系統(tǒng)和3D可視化虛擬系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控人員動(dòng)態(tài)

3.電子圍欄：虛擬電子圍欄自動(dòng)報(bào)警，防止非工作人員誤入設(shè)備間造成危險(xiǎn)

4.鍋爐傳感：借助新型傳感器+大數(shù)據(jù)，提前預(yù)測(cè)爆管風(fēng)險(xiǎn)，劍豪泄漏事故發(fā)生

【案例】

1.大唐姜堰智慧電廠設(shè)備運(yùn)維場(chǎng)景分析

2.LoRaWAN?傳感器在鍋爐安全中的應(yīng)用

（三）智慧電廠，依托智能傳感+預(yù)測(cè)報(bào)警實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的綠色環(huán)保

1.在鍋爐爐膛出口安裝鍋爐CT，掌控鍋爐熱態(tài)，實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能減排作用。

2.構(gòu)建“虛擬電廠”，實(shí)現(xiàn)多類型電能供給整合，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決智慧用電，C2M反向管理

【案例】

1.大唐南京發(fā)電廠掀開“綠色火電”新篇章

2.浙江通過(guò)數(shù)字化、智能化電網(wǎng)技術(shù)，搭載 1000 萬(wàn)千瓦“虛擬電廠”，整體實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

（四）融入智慧電網(wǎng)系統(tǒng)，共同構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智慧電廠的可持續(xù)性發(fā)展

1.新型智慧電力系統(tǒng)，借助分布式發(fā)電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)資源的有效整合利用

2.虛擬電廠的出現(xiàn)，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)用電結(jié)構(gòu)，倒逼火電進(jìn)行內(nèi)部可持續(xù)性改造

3.整合區(qū)域新能源電廠，實(shí)現(xiàn)協(xié)同性發(fā)展

4.內(nèi)部加強(qiáng)脫硫脫硝技術(shù)改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)低排零排的可持續(xù)性發(fā)展

【解析】

1.華為光伏智慧方案解讀

2.分布式發(fā)電

（五）“數(shù)據(jù)+算力+算法”，極大提升工作效率和管理決策

1.從問(wèn)題分析到數(shù)據(jù)自動(dòng)及時(shí)反饋，敏捷性思維，滲透整個(gè)工作環(huán)節(jié)

2.“智能傳感+大數(shù)據(jù)+AI”貫穿整個(gè)業(yè)務(wù)工作流程，自動(dòng)化、智慧化替代人工決策和指令下達(dá)

3.借助信息化系統(tǒng)，打通全業(yè)務(wù)鏈條，組織內(nèi)外高度協(xié)同，工作效率體驗(yàn)升級(jí)

4.智慧生產(chǎn)效率加速：人工智能與設(shè)備激勵(lì)相結(jié)合，優(yōu)化生產(chǎn)性能和運(yùn)行效率

5.3D可視化數(shù)字孿生電廠，助力人才培養(yǎng)訓(xùn)練，加速人才培養(yǎng)效率

（六）依托智慧電廠系統(tǒng)，科學(xué)決策，降低費(fèi)用投入，提升產(chǎn)品品質(zhì)，拉升整體經(jīng)濟(jì)效益

1.通過(guò)一體化大數(shù)據(jù)管理分析平臺(tái)，科學(xué)預(yù)測(cè)制定原材料采購(gòu)，避免資源占用浪費(fèi)

2.智能化管控生產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn)純凈發(fā)電，節(jié)能減排，創(chuàng)造碳匯交易機(jī)遇

3.架設(shè)新型虛擬電廠，整合資源，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益多元化

4.智慧電廠，降低一線執(zhí)行工作人員成本，降本提效

5.通過(guò)app，跨界嫁接更多合作機(jī)構(gòu)，數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)新型業(yè)務(wù)新發(fā)展

四、智慧電廠的現(xiàn)狀和未來(lái)展望

1.現(xiàn)狀：從信息自動(dòng)化向數(shù)字化、智能化方向挺進(jìn)

2.未來(lái)：區(qū)塊鏈技術(shù)重構(gòu)能源體系，智慧電廠面臨新型挑戰(zhàn)

3.國(guó)內(nèi)外智慧電廠發(fā)展情況簡(jiǎn)述

【解析】國(guó)內(nèi)外智慧電廠案例

?

模塊三：智慧電廠落地建設(shè)實(shí)踐

一．智慧電廠的建設(shè)，是一個(gè)“業(yè)務(wù)+技術(shù)+管理”的組合式命題

1.解析智慧電廠的模型架構(gòu)，從業(yè)務(wù)管理、技術(shù)嵌入到組織管理的全方位結(jié)合

2.新組織的成立，圍繞項(xiàng)目展開新的組織協(xié)同，新文化

3.首席數(shù)字官，負(fù)責(zé)整體智慧電廠的項(xiàng)目管理

4.搭載智慧電廠的數(shù)字化中臺(tái)，強(qiáng)化中臺(tái)戰(zhàn)略

【解析】

1.智慧電廠的整體功能架構(gòu)圖

2.組織協(xié)同與項(xiàng)目管理

二．業(yè)務(wù)提效：羅列各業(yè)務(wù)場(chǎng)景，明確智能化的順序，逐次實(shí)現(xiàn)，并最終實(shí)現(xiàn)智慧化

1.根據(jù)業(yè)務(wù)鏈條和內(nèi)部協(xié)同，拆分各場(chǎng)景

2.尋找有成功經(jīng)驗(yàn)的業(yè)務(wù)場(chǎng)景優(yōu)先智能化，解決場(chǎng)景工作效率、效益問(wèn)題

3.以最快實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目效益為原則，探求有可能實(shí)現(xiàn)智能化的業(yè)務(wù)場(chǎng)景

4.整合外部科研、專家團(tuán)隊(duì)，提出需求，形成共同體，尋求解決方案

5.圍繞業(yè)務(wù)智能化，組織相關(guān)人員展開培訓(xùn)，并確保高效運(yùn)用技術(shù)工具

【關(guān)鍵概念解析】

1.業(yè)務(wù)鏈及業(yè)務(wù)鏈上的元素

2.從產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的智慧化借鑒落地要素

三．中臺(tái)戰(zhàn)略：構(gòu)建“容器”型系統(tǒng)，私有化搭建智能電廠生態(tài)系統(tǒng)

1.中臺(tái)戰(zhàn)略：業(yè)務(wù)中臺(tái)、技術(shù)中臺(tái)、數(shù)據(jù)中臺(tái)和組織中臺(tái)

2.容器型產(chǎn)品開發(fā)，確保外部三方合作伙伴統(tǒng)一開發(fā)語(yǔ)境，提升業(yè)務(wù)的耦合度

3.借助前沿開發(fā)技術(shù)，確保物聯(lián)網(wǎng)、AI的可落地型和實(shí)現(xiàn)

4.強(qiáng)化算法模型，實(shí)現(xiàn)豐富的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模型，輔助管理決策

5.鏈接內(nèi)部協(xié)同，實(shí)現(xiàn)組織內(nèi)外部OA辦公、數(shù)據(jù)調(diào)用、操作權(quán)限、操作記錄等組織功能

【概念解析】 中臺(tái)戰(zhàn)略、容器型產(chǎn)品、算法

四．管理創(chuàng)新：新組織、新文化，構(gòu)建高協(xié)同性組織管理體系

1.價(jià)值認(rèn)同，跨部門、跨學(xué)科圍繞項(xiàng)目落地的基礎(chǔ)

2.角色認(rèn)知，確保能力邊界與激勵(lì)體系擁有充分而正確的角色認(rèn)知

3.價(jià)值擴(kuò)展，組織內(nèi)部與外部合作的前提

4.價(jià)值共享，構(gòu)建新型的業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)，談好商業(yè)合作

5.新組織文化，創(chuàng)新型文化建設(shè)和學(xué)習(xí)型組織的營(yíng)造

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