鄭州，國家電力投資集團公司（國家電投）河南遠程診斷中心已經(jīng)上線運行。發(fā)電機組的健康狀況由千里之外的“專家大夫”悉心呵護。

還記得2001年斯皮爾伯格導(dǎo)演的大片《人工智能》嗎？機器人小男孩大衛(wèi)不僅具有人類的行為和思考能力，還能像普通孩子一樣同父母進行情感交流。為了成為真正的人類，重獲母愛，他甘愿在海底被冰封了2000年，以換來和母親一天的獨處。

曾經(jīng)只存在于科幻電影中的情節(jié)似乎已不再遙不可及。不久前，人工智能程序AlphaGo以3:0戰(zhàn)勝中國的圍棋世界冠軍柯潔，在這場舉世矚目的智力對弈中笑到了最后。

“人工智能”和“機器學(xué)習”的神秘面紗已悄然揭開。在瑞典，在西門子軟件幫助下，海上風機能自我學(xué)習，自動分析風速、風向等數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)設(shè)置，實現(xiàn)風力的最大利用。而在瑞士日內(nèi)瓦地下100米深處，科學(xué)家正利用大型強子對撞機，模擬137億年前的宇宙大爆炸，希望破解宇宙誕生之謎。西門子軟件分析對撞機的海量數(shù)據(jù)，提前預(yù)警元器件故障。

電廠的遠程診斷也有著類似的原理，即從海量數(shù)據(jù)中習得規(guī)律，作出最佳決策。在鄭州，國家電力投資集團公司（國家電投）河南遠程診斷中心已經(jīng)上線運行。發(fā)電機組的健康狀況由千里之外的“專家大夫”悉心呵護。在還沒引發(fā)“疾病”之前，“細菌”就被扼殺在搖籃。國家電投是中國唯一同時擁有水電、火電、核電和新能源資產(chǎn)的綜合能源企業(yè)。

愛學(xué)習的診斷高手

數(shù)字化變革正在席卷各行各業(yè)，而大數(shù)據(jù)更是被稱為價值連城的“石油”，電力企業(yè)也無法再任其在機器轟鳴、產(chǎn)線輪轉(zhuǎn)之間白白流失。

在電力需求持續(xù)上升的今天，大容量、高精密的機組對電廠的維護水平提出了更高的要求。而對大型電力集團來說，旗下電廠分布廣泛，運營難度和成本相應(yīng)增加。應(yīng)對這些挑戰(zhàn)都離不開數(shù)字技術(shù)的力量。國家電投先人一步，成為電廠數(shù)字化的探路先鋒。

目前，國家電投河南遠程診斷中心連接監(jiān)視國家電投旗下7家電廠的14臺發(fā)電機組，裝機容量共達到680萬千瓦。

每臺機組都有成千上萬個運行參數(shù)由傳感器實時采集，如機組的負荷、水泵的電流等，并傳輸至遠程診斷中心的集中數(shù)據(jù)庫。經(jīng)過特訓(xùn)的智能模型如同“大腦”一般機敏，能自動分析這些海量數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)異常，便會立即預(yù)警。技術(shù)專家根據(jù)預(yù)警的優(yōu)先級，利用西門子SPPA-M3000電廠生產(chǎn)管理平臺，對設(shè)備進行診斷，并在平臺中進行診斷報告的編寫、查詢和發(fā)布等。

那么智能模型的“火眼金睛”是如何煉成的呢？根據(jù)電廠的運行需要和機組的特點，技術(shù)專家在西門子電廠高級智能診斷系統(tǒng)SPPA-D3000中針對不同設(shè)備，建立不同功能的模型，包括故障預(yù)測、性能優(yōu)化等。此后，通過神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)算法，智能模型對電廠6-12個月內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)進行學(xué)習和訓(xùn)練，直到能夠準確識別設(shè)備在不同運行狀態(tài)下的正常參數(shù)范圍。

“打個比方，要訓(xùn)練一個人的健康模型，就要讓它不斷學(xué)習這個人過去慢走、快跑、吃飯時的正常血壓、脈搏等數(shù)據(jù)，模型才會更加‘知識淵博’?！蔽鏖T子電站自動化有限公司信息工程部負責人肖國濤說。

非計劃停機給電廠帶來的損失巨大。據(jù)估算，一臺100萬千瓦的蒸汽輪機機組1天能發(fā)電約1600萬度。如果按照1度電0.3元來計算，停機1天給電廠造成的損失就有480萬元。這還不包括每次機組啟停耗費的燃料成本。

會“思考”電廠

在中國，插上了大數(shù)據(jù)的翅膀，數(shù)字化電廠不再是鏡花水月。而西門子無疑是將這一夢想變?yōu)楝F(xiàn)實的重要助力。

除了西門子數(shù)字化電廠軟件之外，西門子數(shù)字化服務(wù)結(jié)合強大的數(shù)據(jù)分析和網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，通過遠程維護和優(yōu)化，幫助電廠提高設(shè)備的運行效率和可用性。

對于發(fā)電機組這樣的尖端設(shè)備來說，精心呵護尤其必要。一臺蒸汽輪機和燃氣輪機有著上千個零部件，在運行時要承受巨大的機械和熱能壓力。以西門子8000H燃氣輪機為例，燃燒室中的溫度可達1600度，遠超火山噴發(fā)巖漿的溫度。并且高溫氣體以每秒100米的速度流動，相當于第2級強的龍卷風的速度。

通過數(shù)字化服務(wù)，西門子不僅能為電廠提供高級診斷服務(wù)，還能精準預(yù)測部件使用壽命，幫助電廠更靈活、合理地安排維護周期，降低備件庫存，優(yōu)化電廠資產(chǎn)。

與普通IT公司提供的數(shù)據(jù)分析服務(wù)相比，我們最大的優(yōu)勢在于能夠融合西門子獨有的設(shè)備設(shè)計數(shù)據(jù)，全球各地的已裝機設(shè)備運行數(shù)據(jù)，以及我們在電力領(lǐng)域100多年的豐富經(jīng)驗和專業(yè)知識?！蔽鏖T子中國研究院發(fā)電與天然氣創(chuàng)新中心數(shù)字化部總監(jiān)湯禹成表示。“并且客戶能在需要的地方進行數(shù)據(jù)分析，既可以利用云計算設(shè)備，也可以在本地利用現(xiàn)場的智能聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進行。”

“對中國市場來說，數(shù)字化電廠的意義更加非比尋常。比如，將來如果中國開放電力競價上網(wǎng)，西門子服務(wù)專家還能結(jié)合電廠運行狀態(tài)、電網(wǎng)數(shù)據(jù)等，幫助電廠決定最佳的競標電價，使其經(jīng)濟收益最大化?！彼a充道。

西門子推出全球首臺無油蒸汽輪機

西門子推出全球第一臺無油蒸汽輪機。這項新技術(shù)的核心是軸承利用磁力作用將重達數(shù)噸的轉(zhuǎn)子懸浮起來。對于必須采取特殊安全防范措施的行業(yè)來說，這是一個很有吸引力的選擇。

如今的輪機轉(zhuǎn)子使用潤滑油來避免軸承過熱。但由于工作溫度很高，必須借助油泵，使?jié)櫥驮谳S承系統(tǒng)內(nèi)持續(xù)循環(huán)。為此，西門子推出全球第一臺無油蒸汽輪機。這項新技術(shù)的核心是軸承利用磁力作用將重達數(shù)噸的轉(zhuǎn)子懸浮起來。無油蒸汽輪機不再需要數(shù)百升軸承潤滑油，而是僅需大約三升潤滑油，給控制蒸汽供給的閥門致動器使用。因此，對于必須采取特殊安全防范措施的行業(yè)，它是一個很有吸引力的選擇。譬如，必須遵守嚴格消防法規(guī)的石油和天然氣行業(yè)，以及位于保護區(qū)附近，必須滿足特殊環(huán)境保護標準的設(shè)施。坐落于柏林南部、德國與波蘭交界處的Vattenfall公司J?nschwalde燃煤電廠正在對采用磁懸浮軸承的10,000千瓦蒸汽輪機原型進行測試。

輪機所驅(qū)動的機器（如發(fā)電機或壓縮機）也使用磁懸浮軸承的話，更能凸顯無油蒸汽輪機的主要優(yōu)點。這項新技術(shù)不要求配備潤滑油管理系統(tǒng)，因而不再需要油罐、油路、油泵、廢油處置系統(tǒng)，以及消防和環(huán)保方面的安全防范措施。無油蒸汽輪機的運行效率也更高，因為轉(zhuǎn)子與軸承之間沒有接觸，這意味著幾乎不產(chǎn)生摩擦力。取決于輪機設(shè)計，可以達到效率提升1%。

專利空冷技術(shù)

目前，通過可控電磁體來生成磁力的主動磁懸浮軸承已用于壓縮機和電機等設(shè)備。然而，直到現(xiàn)在，這項技術(shù)并未用于蒸汽輪機。原因之一是高溫構(gòu)成主要障礙。流入輪機的蒸汽通常在500攝氏度以上。西門子工程師借助一個現(xiàn)已獲得專利的特殊冷卻系統(tǒng)，攻克了這一難題。通過使用緊湊型液壓系統(tǒng)，閥門致動器所需潤滑油量也有所減少。

在主動磁懸浮軸承中，轉(zhuǎn)子位置由傳感器記錄并通過高性能磁場調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制。SIMOTICS系統(tǒng)可補償作用在轉(zhuǎn)子上的全部重量和力量。得益于這項技術(shù)，主動磁懸浮軸承也為在線監(jiān)測轉(zhuǎn)子開啟了可能性。

西門子與地處J?nschwalde電廠以南的齊陶/格利茨應(yīng)用技術(shù)大學(xué)合作，在西門子SST-600工業(yè)蒸汽機中實現(xiàn)了磁懸浮軸承系統(tǒng)。在齊陶/格利茨應(yīng)用技術(shù)大學(xué)設(shè)立試驗站，以開發(fā)和優(yōu)化磁懸浮軸承。J?nschwalde電廠運行原型機是其12臺給水泵驅(qū)動輪機中的一臺。其他輪機均為相同類型，但是配備常規(guī)潤滑油軸承。每臺輪機輸出功率約為1萬千瓦，運行速度最高達5,700 轉(zhuǎn)/分。一般而言，轉(zhuǎn)子重量不超過10噸、輸出功率在45千瓦到4萬千瓦之間的西門子蒸汽輪機，均適于采用磁懸浮軸承技術(shù)。

     公司主要從事工業(yè)自動化領(lǐng)域設(shè)備的研發(fā)、銷售、維修和承接自動化工程及技術(shù)服務(wù)等，集產(chǎn)品銷售、自動化控制工程、設(shè)備維修為一體，銷售西門子PLC、觸摸屏、變頻器、SITOP電源、數(shù)控系統(tǒng)(840D、802S/C、802SL、828D 801D)、伺服數(shù)控V20/V90/V80V60、軟啟動、備件等各系列產(chǎn)品。企業(yè)主要業(yè)務(wù)經(jīng)營范圍： 為工業(yè)企業(yè)提供智能制造整體解決方案頂層設(shè)計咨詢和規(guī)劃服務(wù)； 為工業(yè)企業(yè)數(shù)字化工廠產(chǎn)線設(shè)計、建設(shè)、互聯(lián)互通等提供專業(yè)的產(chǎn)品、技術(shù)和 服務(wù)。 為工業(yè)企業(yè)提供遠程數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、調(diào)試運維及工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺解決方案和 服務(wù)。 為工業(yè)企業(yè)和政府提供電氣自動化控制、傳動整體解決方案及項目集成、實施應(yīng)用。 為工業(yè)企業(yè)提供西門子工業(yè)軟件及數(shù)字化工廠解決方案和實施服務(wù)。 為工業(yè)企業(yè)提供西門子自動化控制、網(wǎng)絡(luò)通訊、變頻電機、低壓元器件、智能儀表等電氣控制、傳動產(chǎn)品及高、中、低壓、西門子8PT配電產(chǎn)品、能源集團自動化等產(chǎn)品、技術(shù)和 服務(wù)。 為工業(yè)企業(yè)智能裝備層面提供自主知識產(chǎn)權(quán)的自動導(dǎo)引車、RFID、傳感器、數(shù)據(jù)采集智能網(wǎng)關(guān)、低壓配電柜、智能配電柜及電抗器、濾波器及快速布線端子板等產(chǎn)品。