 依托大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術建立的智能化解決方案，京東集團正在布局火電領域，幫助電廠降低用能、節(jié)約成本。在國家能源集團南寧電廠，首個實驗項目已將鍋爐熱效率提高0.5%，一臺60萬千瓦機組年節(jié)約燃料費用200多萬元?！叭粼谌珖?000多家電廠推廣，每年可為火電行業(yè)節(jié)約燃煤消耗、污染治理等成本70億元。”京東集團副總裁、京東數(shù)字科技副總裁、京東城市總裁鄭宇如是說。 該項目由國家能源集團信息部指導，國電廣西公司實施，北京華電天仁電力控制技術有限公司和京東城市聯(lián)合研發(fā)，最終在國電南寧公司完成部署應用。 作為“電商巨頭”，京東為何涉足與現(xiàn)有業(yè)務毫無關聯(lián)的火電領域？ 鄭宇表示，一次偶然的機會，有電廠負責人提出，可否利用大數(shù)據(jù)功能預測煤炭價格，以更好掌握煤炭市場走勢。“在我國，70%以上的電力仍在依靠火電。我們了解到，利用更少的煤產出更多的電，同時排放更少的污染物，其實是電廠的一致需求。如果僅關注煤價一項指標，價值其實不大，電廠的關鍵訴求是提升效率?！?/span> “效率問題長期有人研究，但在我國火電行業(yè)水平已達世界領先、燃煤鍋爐效率已超90%的基礎上，進一步提升并非易事。”鄭宇坦言，為突破局限，以“AI+大數(shù)據(jù)”技術優(yōu)化火電系統(tǒng)的思路應運而生。 鄭宇認為，對于火電機組而言，任一環(huán)節(jié)變化均可能影響燃燒結果，若能更合理地控制“燃燒”這一動態(tài)過程，效率便有望突破?！坝谑?，我們借助‘AI+大數(shù)據(jù)’控制鍋爐運行工藝，進一步做到精準化。比如在合適的時間，根據(jù)鍋爐狀態(tài)，送入合適的煤、風和水，自動調節(jié)其溫度和狀態(tài)，盡量提高運行效率、降低污染排放?！?/span> 該項目的順利實施開創(chuàng)了AI深度強化學習技術在電站鍋爐領域應用的先例，將AI技術創(chuàng)新性地應用于能源行業(yè)。針對火力發(fā)電業(yè)務特點，華電天仁與京東城市聯(lián)合研發(fā)出基于深度學習的鍋爐燃燒模擬器和基于強化學習的火力發(fā)電優(yōu)化模型，將燃燒物理過程結構化建模嵌入到AI模型中，對火力發(fā)電機組的歷史數(shù)據(jù)進行充分分析與處理，解決復雜系統(tǒng)中高維連續(xù)控制變量優(yōu)化的難題。突破了單純使用傳統(tǒng)物理/化學分析的優(yōu)化方法，通過對運行機組不同負荷段大數(shù)據(jù)進行分析和強化學習，快速獲得綜合最優(yōu)控制策略。 “這一方式有點像大家熟知的AlphaGo思路，集大數(shù)據(jù)、大計算、大策略為一體，而燃煤鍋爐就好比棋盤?！编嵱钸M一步指出，圍棋棋盤共有361個交叉點，變化相對有限，而鍋爐系統(tǒng)工藝復雜、運行充滿變化?！袄缫粋€鍋爐有1.5萬個傳感器測點，各個閥門的開關及送風、送水、磨煤機的速度等均為變量。而且，由于不停運轉、磨損，一周之前的鍋爐和現(xiàn)在可能完全不同，兩年前的數(shù)據(jù)也許壓根沒用。如何在連續(xù)變量存在的情況下精準控制，是一大難點。” 鄭宇坦言，因服務對象的特殊性，無法獲得免費樣本，更不可能像下圍棋一樣免費試錯。“如果試驗不當，鍋爐可能直接爆炸，一定程度上增加了技術開發(fā)難度?！?/span> 對此，京東技術團隊通過仿真模擬、動態(tài)修正等不斷嘗試，分析處理機組不同負荷段大數(shù)據(jù)，由此解決“連續(xù)變量”帶來的難題，得出燃煤鍋爐的最優(yōu)控制策略，一舉突破使用物理或化學方式的傳統(tǒng)優(yōu)化路徑。 “這不僅僅停留在理論層面，我們已率先與國家能源集團達成合作。實驗項目已通過國家能源集團專家組驗收，鑒定意見顯示，‘鍋爐系統(tǒng)運行參數(shù)達到了現(xiàn)有工況下最優(yōu)’‘鍋爐熱效率提高0.5%’。”鄭宇介紹，“別小看該數(shù)值，電廠效率本已達90%以上，再提高0.5%實屬不易。以此計算，一臺60萬千瓦機組每年可節(jié)約燃料費用200多萬元。” 推廣前景可期 在完成首個示范的基礎上，京東還將繼續(xù)在能源行業(yè)推廣“AI+大數(shù)據(jù)”技術。 “一家電廠的成功只是開始。下一步，我們將尋找4—5家不同型號、不同規(guī)模、不同運行條件的鍋爐繼續(xù)實驗。今年內計劃完成約20家電廠建設，明年再做40家左右。若能進一步復制，不僅將助推火電行業(yè)發(fā)展，對于我國人工智能的發(fā)展也將有重大價值?！编嵱畋硎尽?/span> 鄭宇透露，京東目前還在燃氣等領域展開謀劃?！袄绻艿馈苊暗温侨細夤颈容^頭疼的問題，每年因此損失十幾億元。為做好檢修、監(jiān)督等工作，燃氣公司需要花費大量人力、物力。但管道又多又長，每個地方都能靠人工嗎，如何安排檢修路線更合理，哪些環(huán)節(jié)更易出錯?通過人工智能加大數(shù)據(jù)技術，即可給出更科學的參考方案。目前，已與北京燃氣達成初步合作，相關產品正在研發(fā)。” 而針對“AI+大數(shù)據(jù)”給傳統(tǒng)能源行業(yè)帶來的作用，鄭宇進一步解釋：若將城市計算平臺比作面粉機，各部門的零散數(shù)據(jù)比作麥子，通過數(shù)字網(wǎng)相關技術，可在看不出麥子“原型”的情況下將其磨成面粉、制成饅頭，真正做到原始數(shù)據(jù)不出戶。既保證數(shù)據(jù)安全、互通，也讓“饅頭”更有價值?！捌瞥畔⒐聧u、打破數(shù)據(jù)壁壘，結合能源行業(yè)特性，達到事半功倍的效果?！?/span> 文章轉載自《中國能源報》 |
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