人工智能前來助力,讓電廠更智慧,顯著提升機(jī)組運(yùn)行效率

1、人工智能前來助力，讓電廠更智慧，顯著提升機(jī)組運(yùn)行效率能源一向是世界經(jīng)濟(jì)的重要話題。自今年以來，歐佩克達(dá)成減產(chǎn)協(xié)議，美國對(duì)委內(nèi)瑞拉持續(xù)施壓，伊朗遭遇“禁油令”，俄羅斯財(cái)政部也宣布將石油出口稅自6月1日起上調(diào)5.8美元，能源表現(xiàn)出越來越貴的態(tài)勢(shì)。然而在中國，一場(chǎng)另辟蹊徑的能源利用創(chuàng)新卻正在悄悄進(jìn)行首先，我們來做一道數(shù)學(xué)題：2017,中國用掉了近6.3萬億度電，其中約4萬億度電來自燃煤發(fā)電，為此中國每年都要燒掉17億噸煤。全國有超過1000家火電廠，如果把這些火電廠的鍋爐熱效率提升，一年可以節(jié)省多少煤？可以給子孫后代多發(fā)多少度電？ 現(xiàn)在，人工智能已經(jīng)告訴我們答案。2019年3月14日，國能集團(tuán)電廠的

2、集控室里來了很多人，有前來驗(yàn)收項(xiàng)目成 果的專家鑒定組，有電力控制技術(shù)有限公司和國電公司的領(lǐng)導(dǎo)，電廠的多位領(lǐng)導(dǎo)及專工，還有心情緊張的科技 Alpha電項(xiàng)目組成員們?cè)趯＜业囊娮C下，電廠集控室操作人員按照科技 Alpha電算法的推薦值進(jìn)行操作，一段時(shí)間后，鍋爐熱效率有所提高。鑒定組的一位專家表示結(jié)果超出了預(yù)期，建議向全國范圍內(nèi)推廣。不能小看這0.3%-0.5%的提升，這是在火力發(fā)電技術(shù)高度成熟的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的新提升。0.5%的效率提升可以幫助一臺(tái)60萬千瓦火電機(jī)組一年節(jié)省燃煤 3600 噸，如果全國推廣，每年可以為國家節(jié)約 70億元 的燃煤消耗和污染治理費(fèi)。站在一旁的科技Alpha電項(xiàng)目組產(chǎn)品經(jīng)理亮亮

3、抑制不住內(nèi)心的激動(dòng)，腦海中浮現(xiàn)著過去一年：往返北多次的漫長路途，無數(shù)次客戶需求的溝通，在電廠一天16小時(shí)的值守，從零開始搭建的算法模型火力發(fā)電是我國主要的電力來源。前無古人的試驗(yàn)：他們想用 AI改造發(fā)電在我國，火力發(fā)電量占據(jù)總發(fā)電量的 70%以上，如何用更少的煤，發(fā)更多的電， 同時(shí)排放更少的污染物，實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電效率的優(yōu)化，是電力行業(yè)長期以來的需求。但這件事，很少有人用大數(shù)據(jù)和人工智能的方法去做，誰也不知道這套系統(tǒng)怎么設(shè)計(jì)，更何況，在已經(jīng)十分成熟的發(fā)電控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上做到優(yōu)化，是一個(gè)令人撓 頭的問題“無論如何，咱們得先理解火力發(fā)電的原理不是？" Alpha電項(xiàng)目組團(tuán)隊(duì)在電廠 蹲了兩個(gè)月，

4、每天住在電廠宿舍里，一出門就是煙囪，條件很艱苦?！耙惶煲碗姀S不同部門、不同職能的 10多個(gè)工作人員溝通”，亮亮說，他們 嘴里說的都是磨煤機(jī)、鍋爐、閥門這些專業(yè)用語，我們需要翻譯成算法工程師能 聽得懂的話，方便他們了解行業(yè)，建立模型。Alpha電項(xiàng)目組和科技副總裁反復(fù)討論，結(jié)論是可不可以借助大數(shù)據(jù)和 AI控制 鍋爐運(yùn)行操作，進(jìn)一步精細(xì)化燃煤發(fā)電的燃燒過程？根據(jù)鍋爐工況， 送入合適的 煤、風(fēng)，讓鍋爐自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度和狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)提高運(yùn)行效率、降低污染排放。這種方法，真的是前無古人，每個(gè)人心里其實(shí)都在打鼓。“沒想到，鍋爐優(yōu)化問題比Alpha Go圍棋問題還復(fù)雜”與AlphaGo解決的圍棋問題相比，火電燃

5、燒優(yōu)化問題更難。AlphaGo解決的圍 棋問題中涉及優(yōu)化361個(gè)離散變量（白子、黑子、無子三個(gè)狀態(tài)），然而火電 鍋爐燃燒優(yōu)化問題中涉及上百個(gè)風(fēng)門閥門的開度控制，例如某個(gè)閥門開度20%和開度22%都可能對(duì)機(jī)組運(yùn)行帶來非常不同的影響。再加上鍋爐不停運(yùn)轉(zhuǎn)磨損，運(yùn)行一段時(shí)間的鍋爐和之前的狀態(tài)也不一樣，數(shù)據(jù)也就不一樣。如何在連續(xù)變量存在的情況下，精準(zhǔn)控制鍋爐運(yùn)行，這是一大難點(diǎn)。另一個(gè)難點(diǎn)，就是數(shù)據(jù)“Alpha Go在做第一版的時(shí)候，買了上千萬的棋譜來學(xué)習(xí)，數(shù)據(jù)量十分龐大，模型可以在這些數(shù)據(jù)中得到很好的訓(xùn)練。 但我們只能從電廠拿到兩年的數(shù)據(jù)，有 些數(shù)據(jù)因?yàn)闄C(jī)組停機(jī)還無法使用"， Alpha電項(xiàng)目

6、組組長介紹說。鍋爐發(fā)電的狀態(tài)監(jiān)測(cè)點(diǎn)有數(shù)千個(gè)，主要控制變量有上百個(gè)，如何用僅兩年的參考數(shù)據(jù)來制定復(fù)雜的算法優(yōu)化方案？需要根據(jù)真實(shí)數(shù)據(jù)構(gòu)建鍋爐燃燒模擬環(huán)境，不斷優(yōu)化。電廠系統(tǒng)的專業(yè)度比較高，數(shù)據(jù)量非常大，有時(shí)候?qū)С鋈繑?shù)據(jù)甚至需要花費(fèi)數(shù) 周時(shí)間，必要的時(shí)候甚至要請(qǐng)電力領(lǐng)域的技術(shù)專家來幫忙。幾個(gè)月時(shí)間，數(shù)據(jù)終于完成了標(biāo)準(zhǔn)化和業(yè)務(wù)邏輯的梳理， 接下來，就是模型搭建、反復(fù)改進(jìn)測(cè)試的階段，這個(gè)階段是最艱苦的。因?yàn)殄仩t是一個(gè)特種設(shè)備，里面有 各種各樣的安全限制條件，不是說下圍棋，一個(gè)人下就行了，大不了輸了，鍋爐 有大量超溫超壓等安全限制條件。對(duì)這段經(jīng)歷依然記憶猶新，在系統(tǒng)試驗(yàn)階段，電廠的員工24小時(shí)3班倒，

7、8小時(shí)換一批崗。技術(shù)人員跟蹤調(diào)試，每天跟兩個(gè)班，16小時(shí)扎在集控室里?！半姀S是要24小時(shí)正常發(fā)電的，不能影響人們的正常生活”，為了測(cè)試不同發(fā)電負(fù)荷的模型運(yùn)行情況，我們經(jīng)常下午6點(diǎn)以后開始測(cè)試，測(cè)到夜里十二點(diǎn)，發(fā) 現(xiàn)了一個(gè)問題，現(xiàn)場(chǎng)和公司研發(fā)端的同事就要熬夜改，用最快的速度解決問題。路阻且長，”進(jìn)一步有一步的歡喜”“你如果不去深度了解一個(gè)行業(yè)，不去了解客戶的需求，搞一個(gè)簡單的人工智能 算法是根本解決不了問題的。我們花了一年多的時(shí)間深扎火力發(fā)電行業(yè)， 就是為 了將技術(shù)與行業(yè)做到最大程度的融合，幫助能源行業(yè)降低成本，增加效率”。Alpha電項(xiàng)目成功之后，申請(qǐng)了三項(xiàng)國家專利，還在2018年的中國人工智能峰 會(huì)上獲得了創(chuàng)新獎(jiǎng)，因此獎(jiǎng)勵(lì)了項(xiàng)目組的每一位成員。電廠驗(yàn)收成功只是一個(gè)開始，如今，Alpha電項(xiàng)目組已經(jīng)開始研發(fā)適用于更多鍋 爐爐型的優(yōu)化模型?！斑@并不是一個(gè)復(fù)制粘貼的過程，因?yàn)槊恳粋€(gè)電廠的鍋爐構(gòu)造都有不同“，拿磨 煤機(jī)這件事來說，有的是“糖炒栗子”模式，用鋼球磨煤機(jī)把煤磨成粉送進(jìn)鍋爐， 還有的是輾式磨煤機(jī)，以“石磨面粉”的方式將煤粉碎。與此同時(shí)，鍋爐內(nèi)部的 燃燒方式也大有不同。如果在更多的電廠驗(yàn)證成功，AI火力發(fā)電的算法就可以充分證明其可復(fù)制性?！耙灿泻芾酆芾鄣綀?jiān)