數(shù)據(jù)平臺建設(shè)項目是中國華電集團公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型系統(tǒng)工程的首要重點項目，是數(shù)字中心項目的核心重點子項目，旨在應(yīng)用信息化手段，以數(shù)據(jù)應(yīng)用需求為導(dǎo)向，建設(shè)一個實現(xiàn)數(shù)據(jù)接入和整合貫通，提供數(shù)據(jù)服務(wù)能力，支撐數(shù)據(jù)管理體系，具備面向各專業(yè)、各基層單位和外部合作伙伴提供開放共享能力的數(shù)據(jù)平臺。為集團公司提供高效、安全、共享、全面的數(shù)據(jù)服務(wù)、應(yīng)用服務(wù)、平臺服務(wù)，推動集團公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型，培育數(shù)字化經(jīng)濟，打造數(shù)字化生態(tài)。
依托中國系統(tǒng)飛瞰數(shù)據(jù)中臺及飛思AI中臺相關(guān)產(chǎn)品和方案，一期項目目前已完成數(shù)字中心平臺總體規(guī)劃設(shè)計，形成集團數(shù)字中心數(shù)據(jù)平臺整體方案，構(gòu)建數(shù)字業(yè)務(wù)支撐技術(shù)體系；在數(shù)據(jù)平臺整體設(shè)計的基礎(chǔ)上，建設(shè)數(shù)據(jù)平臺一期功能，包括數(shù)據(jù)管理，數(shù)據(jù)治理，數(shù)據(jù)交換共享服務(wù)，數(shù)據(jù)運營等模塊；實現(xiàn)數(shù)據(jù)平臺與集團UM系統(tǒng)，集團主數(shù)據(jù)平臺，集團大數(shù)據(jù)平臺等系統(tǒng)平臺集成。并構(gòu)建電力市場營銷管理試點應(yīng)用項目，主要包括電力市場營銷數(shù)據(jù)的整合、數(shù)據(jù)模型和標(biāo)準(zhǔn)的制定、數(shù)據(jù)智能治理和分析、營銷管理核心數(shù)據(jù)的分析計算以及不同維度和方式的數(shù)據(jù)展示等內(nèi)容。
在燃機智能運維場景中，通過數(shù)據(jù)中臺對燃機、汽輪機、鍋爐等54臺設(shè)備進行實時采集數(shù)據(jù)，通過AI中臺針對200多項業(yè)務(wù)指標(biāo)，開發(fā)與訓(xùn)練74個健康度評估模型、監(jiān)測預(yù)警模型，助力華電電科院保障發(fā)電體系穩(wěn)定高效運行，讓電廠設(shè)備看得見、用得好、管得住，開啟電廠設(shè)備智能運維的新模式。
通過試點應(yīng)用建設(shè)，以數(shù)字營銷、區(qū)域公司等為業(yè)務(wù)場景構(gòu)建數(shù)字化應(yīng)用，打通數(shù)據(jù)共享交換使用環(huán)節(jié)，實現(xiàn)通過數(shù)字中心為數(shù)字應(yīng)用賦能，提高應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)字化服務(wù)水平，探索數(shù)字應(yīng)用建設(shè)服務(wù)模式，為集團公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型打下基礎(chǔ)。
一、實施背景
為深入貫徹習(xí)近平總書記關(guān)于加快關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)的重要指示精神，全面落實國務(wù)院國資委關(guān)于提高中央企業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)自主創(chuàng)新能力工作的有關(guān)要求。2017年5月，國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)《依托能源工程推進燃?xì)廨啓C創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》（發(fā)改能源〔2017〕920號），意見指出培育我國燃機自主運行維護服務(wù)體系，發(fā)展第三方運維服務(wù)，并依托國內(nèi)燃機研發(fā)、制造和運維單位，發(fā)展專業(yè)燃?xì)廨啓C運維服務(wù)。2018年8月，國家能源局綜合司發(fā)布《關(guān)于依托能源工程組織申報第一批燃?xì)廨啓C創(chuàng)新發(fā)展示范項目的通知》（國能綜通科技〔2018〕121號），加快推進燃?xì)廨啓C創(chuàng)新發(fā)展，組織開展燃?xì)廨啓C關(guān)鍵技術(shù)裝備創(chuàng)新試驗示范，加快形成燃?xì)廨啓C研發(fā)、設(shè)計、制造、試驗和維修服務(wù)能力。
2019年9月，集團公司“燃?xì)廨啓C監(jiān)測診斷及運維服務(wù)技術(shù)中心示范項目”列入國家能源局第一批燃?xì)廨啓C示范項目清單，重點在燃機數(shù)據(jù)診斷技術(shù)和平臺建設(shè)、燃燒調(diào)整、熱通道部件檢測評估、自主檢修、控制系統(tǒng)和熱通道部件設(shè)計制造以及試驗驗證平臺等方面實現(xiàn)突破。為打造行業(yè)級燃機智慧運維平臺，積極爭當(dāng)燃機自主運維和檢驗檢測產(chǎn)業(yè)鏈鏈長，集團公司組織編寫了《燃機智慧云平臺建設(shè)方案》，并于2021年6月進行發(fā)布。該平臺包括試點研發(fā)、推廣應(yīng)用和生態(tài)建設(shè)三部分內(nèi)容，分三期建設(shè)。本期項目為平臺試點研發(fā)（一期建設(shè)），主要開展4個電廠邊緣系統(tǒng)、集團級云平臺和部分行業(yè)側(cè)功能建設(shè)。
二、實施目標(biāo)
燃機智慧運維云平臺定位打造一流的國家級燃機智慧運維平臺。平臺建設(shè)符合自主可控、數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智慧電廠、平臺經(jīng)濟等多個方向。軟硬件基礎(chǔ)采用國產(chǎn)化自主可控的設(shè)備和技術(shù)，功能研發(fā)主要聚焦預(yù)警、診斷等核心技術(shù)，構(gòu)建面向政府、發(fā)電企業(yè)、燃機制造、科研院所等上下游產(chǎn)業(yè)鏈、價值鏈生態(tài)體系，推動燃?xì)獍l(fā)電的數(shù)字化、智能化發(fā)展。本期建設(shè)目標(biāo)：
在行業(yè)側(cè)，重點建設(shè)行業(yè)級共享平臺和燃機診斷運維服務(wù)生態(tài)，支持新產(chǎn)業(yè)、新模式、新業(yè)態(tài)三大創(chuàng)新發(fā)展。
在集團側(cè)，重點建設(shè)專家支持和服務(wù)中心，支撐集約化、協(xié)同化運營管理。
在電廠側(cè)重點建設(shè)智能決策、運行優(yōu)化、性能分析、預(yù)警診斷、燃燒調(diào)整、控制優(yōu)化、部件壽命管理和優(yōu)化檢修等8大業(yè)務(wù)模塊，賦能電廠生產(chǎn)運營，支撐企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
三、建設(shè)內(nèi)容
挖掘電力用戶信息，分析需求側(cè)規(guī)律，融合發(fā)電機組能效水平，優(yōu)化配置電力資源，實現(xiàn)需求側(cè)和響應(yīng)側(cè)的協(xié)同管理。同時，平臺需求側(cè)以價值需求出發(fā)，利用平臺發(fā)布相應(yīng)的需求，各響應(yīng)側(cè)服務(wù)商通過平臺快速提供相應(yīng)的技術(shù)支持，滿足需求側(cè)定制化開發(fā)的要求。
最大化利用飛瞰數(shù)據(jù)中臺沉淀出來的數(shù)據(jù)資產(chǎn)，依托高性能計算框架和大數(shù)據(jù)引擎，為政企客戶構(gòu)建一站式AI模型訓(xùn)練與服務(wù)云原生人工智能平臺，提供數(shù)據(jù)管理、模型訓(xùn)練、模型評估及部署服務(wù)，幫助客戶構(gòu)建統(tǒng)一的AI基礎(chǔ)設(shè)施，實現(xiàn)智能應(yīng)用敏捷開發(fā)，AI資產(chǎn)共建共享。平臺提供基礎(chǔ)能力如下：
●數(shù)據(jù)管理：提供標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)源管理、多種類型數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出、數(shù)據(jù)集統(tǒng)一管理功能。
●可視化建模：提供為算法工程師打造的一站式低代碼可視化建模工具。提供數(shù)據(jù)預(yù)處理、特征工程、模型設(shè)計、模型訓(xùn)練、模型評估的全流程拖拽式建模能力。適用于AI初學(xué)者到資深A(yù)I算法專家，作為提高模型生產(chǎn)效率的工具。
基于客戶需求，提供以下定制功能：
●可視化建模：定制算子、一鍵部署、可視化圖表、能源模型算子可視化等功能。
a)定制算子包含數(shù)據(jù)預(yù)處理算子（6個）、模型算子（2個）以及模型評估算子（1個）。
●數(shù)據(jù)預(yù)處理算子:缺失值填充、按條件刪除列、按條件刪除行、稀疏采樣、按列統(tǒng)計（缺失率、均值、方差、最大值、最小值）、異常值判斷
●模型算子：設(shè)備預(yù)警，設(shè)備健康度評估
●模型評估算子：能源模型效果評估
b)一鍵部署：支持一鍵將訓(xùn)練完成的模型打包成鏡像，上傳至指定鏡像倉庫，供邊緣端下載、部署。
c)可視化圖表：支持查看特定數(shù)據(jù)集的可視化圖表，展示數(shù)據(jù)集中各變量隨時間變化的折線圖以及最小值、最大值、中位數(shù)等統(tǒng)計指標(biāo)值。
d)自定義算子：支持用戶上傳自定義算子，并進行統(tǒng)一管理。
e)能源模型可視化建模流程搭建：將定制開發(fā)的37個預(yù)警模型以及37個健康度評估模型以可視化工作流的形式呈現(xiàn)出來，便于客戶在此基礎(chǔ)上進行二次開發(fā)。
●云邊協(xié)同可視化管理
平臺支持將模型部署為邊緣服務(wù)，提供邊緣節(jié)點的注冊、心跳連接、邊緣節(jié)點的可視化等功能，支持模型鏡像的邊緣節(jié)點同步、模型邊緣節(jié)點的容器化部署、邊緣節(jié)點的服務(wù)調(diào)用等。幫助客戶實現(xiàn)模型中心節(jié)點訓(xùn)練完成后，部署到邊緣端運行等業(yè)務(wù)需求。
本平臺雖然已規(guī)劃廠級應(yīng)用9個大模塊、集團側(cè)應(yīng)用4大模塊和行業(yè)級應(yīng)用3大模塊，但是在未來將會對平臺從橫向和縱向不斷的擴充和完善，“橫向”指會有新的模塊應(yīng)用加入，“縱向”則是現(xiàn)有平臺功能模塊也需要不斷迭代和完善。因此平臺將采用SOA（面向服務(wù)的架構(gòu)）框架，架構(gòu)設(shè)計注重層間的松耦合與層內(nèi)的高內(nèi)聚，通過對業(yè)務(wù)的抽象、映射實現(xiàn)業(yè)務(wù)對象組件化和統(tǒng)一的服務(wù)調(diào)用，充分考慮了系統(tǒng)的可擴展性、可復(fù)用性、可配置性，降低開發(fā)和維護成本使得系統(tǒng)能夠隨需而變，快速靈活滿足業(yè)務(wù)變化的需要。
四、實施效果
對于火電行業(yè)的電廠來說，面對著三大業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)，其一，由于電力行業(yè)是碳排放占比為全行業(yè)最高，而且隨著燃煤價格節(jié)節(jié)攀升，火電廠面臨著巨大的節(jié)能減排壓力；其二，缺乏統(tǒng)一而有效的設(shè)備管理手段與評價體系，每年機組檢修維護費用驚人，運維管理低效，發(fā)電收益持續(xù)走低；其三，電廠安全事故頻發(fā)，料倉煙火、人員墜落、設(shè)備缺陷故障頻發(fā)，存在很大安全隱患。
中國系統(tǒng)從這三大難點痛點出發(fā)，通過信息化、數(shù)字化、智能化的核心理念和華電集團一道給出了一份高分答卷。首先在發(fā)電體系上，降低鍋爐燃燒發(fā)電效率最主要的原因就在于燃燒波動，燃料質(zhì)量較差、風(fēng)量配比不好等多方面原因都會導(dǎo)致波動頻繁，進而燃燒不充分、在浪費燃料的同時，發(fā)電效率也隨之降低，有害氣體的排放也相應(yīng)增多；其次是設(shè)備管理缺乏有效的能效診斷評價體系，設(shè)備故障難以預(yù)測，無法做到精細(xì)化管理；最后是在運營決策上，依然是人工經(jīng)驗式的分析判斷，為保障安全需要多位值班班長24小時值守。而在我們的能源智能算法倉的協(xié)助下，基于AI+專家經(jīng)驗的能力，能做到優(yōu)化發(fā)電體系，智能管理設(shè)備，智慧輔助決策，有效幫助電廠解決這三座大山。
中國系統(tǒng)飛思AI中臺的能源算法倉基于中國電子云提供的計算、存儲以及網(wǎng)絡(luò)資源的基礎(chǔ)設(shè)施，能夠接入各類工業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，依賴飛瞰數(shù)據(jù)中臺獲取電廠設(shè)備如鍋爐、汽輪機、發(fā)電機等實時數(shù)據(jù)，基于此，能源算法倉提供了預(yù)測類、預(yù)警類、監(jiān)控類、分析類以及安全類五大種類的模型服務(wù)，全面支撐發(fā)電體系的智能化；同時提供了監(jiān)控中心，保障所有生產(chǎn)設(shè)備指標(biāo)可視，模型運行可控，支撐電廠各種智能化應(yīng)用，輔助集團進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型。