2025年数智赋能+推动热电能源绿色高质量发展报告

推进煤电绿色低碳化发展技术研讨 ALLSENSE全应 暨年度绿色低碳优秀技术与项目展示交流会数字能源先锋者 数智赋能 推动热电能源绿色高质量发展 夏建涛博士 国务院国资委机械工业经济管理研究院特聘研究员 上海全应科技有限公司董事长 2025年1月6日星期一 AI时代来临 ALLSENSE全应 数字能源先锋者 1784年1870年1940年 第一次工业革命第二次工业革命第三次工业革命第四次工业革命 （蒸汽机）（电力、电机）(大规模集成电路、电脑)(大数据、人工智能) 机械化电气化自动化/信息化智能化 机器替代小量人类体力劳动机器替代大量人类体力劳动机器替代小量人类脑力劳动机器替代大量人类脑力劳动 体力替代脑力替代 推进煤电绿色低碳化发展技术研讨 暨年度绿色低碳优秀技术与项目展示交流会 能先 工业从自动化迈向智能化ALLSENSE全应 源锋者 工业3.0工业4.0 紧统 信息系统物理智能系统物理 控制控制 四肢、语音控制策略..机器 学习认知分析决策专家 控制 四肢、语音 认知学习分析决策 自成长型 紧统 智能控制机器 智能分析 大脑大脑 知识分析决策接口大脑大脑 知识库 规划、优化...决策 知感知智能信息 视觉、 信息交互与 处理 自动 化 视觉交互 云 智能 化 信息物理信息物理 系统系统系统系统 CPSCPS HCPSHCPS2.0 推进煤电绿色低碳化发展技术研讨ZhouJi,LiPeigen,etc.TowardNew-GenerationIntelligentManufacturing.Engineering,2018 暨年度绿色低碳优秀技术与项目展示交流会 中美人工智能技术对比：通用vs专用 ALLSENSE全应 数字能源先锋者 MachineLearning Outpu DeepLearning GeoffreyHinton 2018年图灵奖获得者 nputFeatureextraction·Classificationndino2024年诺贝尔物理学奖获得者 赋能实体产业高 “人工智能+" 工业人工智能 (安全、准确) 通用人工智能 质量发展，是充 工业计算机工业实时数据工业机理分考虑我国优势 与劣势后的理性 一 4nm工艺 （通用、灵活）700W功耗 80GB显存 超级计算机海量互联网数据 推进煤电绿色低碳化发展技术研讨 暨年度绿色低碳优秀技术与项目展示交流会 超级大脑 正确选择！ 十九届中央政治局第三十四次集体学习推动我国数字经济健康发展 ALLSENSE全应 数字能源先锋者 “数字经济发展速度之快、辐射范围之广、影响程度之深前所未有，正在成为重组全球要素资源、重塑全球经济结构、改变全球竞争格局的关键力量。” 充分发挥海量数据和丰富应用场景优势，促进数字技术与实 体经济深度融合，赋能传统产业转型升级，催生新产业新业态 新模式，不断做强做优做大我国数字经济。” 一习近平(2021.10.18) 2 推进煤电绿色低碳化发展技术研讨 暨年度绿色低碳优秀技术与项目展示交流会 人工智能赋能工业面临的四大挑战 ALLSENSE全应 数字能源先锋者 数据噪声：工业数据带有强噪声，无法直接用于数字模型训练 需要结合物理量感知原理进行数据清洗，清除噪声。 数据褪化：工业数据随着设备工况变化而改变，只有新鲜的数据 才能反应设备真实运行状况。数据价值随着时间逐渐褪化。 知识融合：工业机理/专家知识与数字建模技术深度融合，才能 保障模型的正确性，减少对数据量的需求。 工业AI算法：融合工业机理和专家知识，利用“小”数据的AI学 习算法，实现安全、准确、轻量化的工业智能系统。 推进煤电绿色低碳化发展技术研讨 能源安全与双碳目标矛盾日益突出 G20 2016 CHINA 从巴黎到杭州应对气候变化在行动 FROMPARISTOHANGZHOU,CLIMATERESPONSEINACTION 气候变化《巴黎协定》批准文书交存仪式 DEPOSITOFINSTRUMENTSOFJOININGTHEPARISAGREEMENT 中国·桃州2016年9月3BHANGZHOUCHINAJSEPTEMBER2016 ALLSENSE全应 数字能源先锋者 3% 其他 5% 8%建筑石油、天然气 交通 36% 48% 电力 94% 煤炭 中国各行业CO,排放占比中国化石能源构成 2 推进煤电绿色低碳化发展技术研 暨年度录色低碳优秀技术与项目展示交流会 能源结构快速改变，煤电成为兜底保障和有效支撑ALLSENSE全应 数字能源先锋者 推进煤电绿色低碳化发展技术研讨 暨年度绿色低碳优秀技术与项目展示交流会2023年我国电力行业数据统计 装机容量29.2亿千干瓦2023年发电量9.3万亿度 太阳能发电 21% 火电绿能 风电47%34% 15% ■火电■绿能 火电 水电66% 核电15% 2% 全国累计发电装机容量约29.2亿干瓦，同比增长13.9%。其中，太阳能发电装机容 量约6.1亿干瓦，风电装机容量约4.4亿干瓦。发电量9.3万亿度，增长6.7%。其中火 电发电量6.1万亿度，占66%；太阳能、风能、水力、核能等绿色能源发电量总计3.2 万亿度，占34%。注：数据来自能源局官网 新型电力系统：数智赋能ALLSENSE全应 多源融合，灵活高效，清洁低碳数字能源先锋者 热电 绿能电网 智能调控系统 8:0010:0012:0014:0016:0018: 时刻 储能ENERGY STORAGE 推进煤电绿色低碳化发展技术研讨 暨年度绿色低碳优秀技术与项目展示交流会 ALLSENSE全应 2023/3/28日，能源局27号文：数字能源先锋者 加快推进能源数字化智能化发展 返回首页网站地图设为首页加入收装联系我们工作邮箱登录 国家能源局请辅入关键字Q 首页信息公开领导活动新闻中心能源要闻在线办事 1．立足我国能源资源赋，先立后破 NationalEnergyAdministration 您当前位置：首页>正文 目录项的基本信息 公开事项名称：国家能源局关于加 数字技术与能源产业发展深度融合 索引号：主办单位：国家能源局 制发日期：2023-03-23．提高能源产业数字化智能化水平 国家能源局关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见 国能发科技【2023】27号构建清洁低碳、安全高效的新型能源体系 推进煤电绿色低碳化发展技术研讨 暨年度绿色低碳优秀技术与项目展示交流会 先 热电生产面临的挑战ALLSENSE全应 数字能源锋者 运行依赖人经验负荷跟随不精准系统能效不优化运行安全难保障 循环流化床锅炉中压蒸汽管道 抽凝式 客户 双减 煤粉仓 煤粉锅炉 客户 低压热汽管道 抽背式汽轮机 久 精准控制难负荷分配难岗位协作难需求预测难 燃煤热值波动、设备工况变化、仪表每台锅炉/汽机性能曲线难以掌握，负生产过程需要多岗位协同操控。缺乏客户汽/电负荷变动频繁，人工经验难精度漂移、系统延迟反应，令运行人荷分配依赖经验，难以实现系统最优。统一精准调度指令，多岗位难以精准预测，无法及时预调整，客户需求难员难以准确掌握，难以精准控制。配合。跟随 推进煤电绿色低碳化发展技术研讨 暨年度绿色低碳优秀技术与项自展示交流会 数字能源先 火电机组运行面临全新挑战ALLSENSE全应 锋者 灵活调峰热电联产 随着太阳能、风能等新能源装机容量快速增加，火电随着我国火电机组供热改造的持续推进，火电机组需 机组正在从原来的主体能源地位演变为保障新能源高要在发电的同时供热，热能与电能深度耦合、相互影 比例供给消纳的支撑性能源。新能源所固有的波动响，让机组运行调控更具挑战。 性、随机性、间歇性特征，要求火电机组必须具有负荷深度调整和负荷变化快速响应能力，实现风光煤储多源协同互补，需求响应柔性灵活。 机组提效现货交易 随着煤炭价格持续上涨，火电机组需要优化锅炉、汽随着我国电力现货交易的逐步推广，电价波动范围日 机、辅机等全系统运行效率，对机组运行进行精准调益增大，火电机组需要根据实时电价实时调整发电策 控，方能降低运营成本。略，提高发电收益。 环保严控自控品质 随着国家越来越重视环境保护，火电机组的烟气排放随着火电机组深调改造和供热改造的推进，火电机组 指标越来越严苛，，尤其是低负荷下的环保控制难度负荷调整深度和变化速度越来越大，传统DCS自动控 高，环保成本日益增加。制系统难以满足日益增加的火电灵活性调控需求。同 时，燃煤品质波动、机组设备老化、以及新能源叠加 等因素，让人工更难掌控全局，无法实现全系统精准 调控。 暨年度绿色低碳优秀技术与项目 热电智能大脑=【工业机理+大数据】＊AI算法 ALLSENSE全应 数字能源先锋者 数字李生 工业大数据AI建模工业机理/专家知识 锅炉 汽轮机 减温减压器用户 热电 煤粉仓减温减压器减温减压器 用户系统 暨年度绿色低碳优秀技术与项目展示交流会锅炉 汽轮机减温减压器 数字能源先锋者 智能调控体系逻辑架构ALLSENSE全应 跨系统 离线AdvancedPlanningandScheduling，高级计划排程系统 系统整合内外部经营条件，对生产计划进行排程： RTS RealTimeScheduling,实时调度系统 实时分析跨系统生产数据，对生产目标进行实时调度： 实时 系统 系统内 RTO APC RealTimeOptimization,实时优化系统 分析生产系统性能，对控制目标值进行实时寻优； AdvancedProcessControl，先进过程控制系统 使用先进控制算法，解决复杂场景的自动控制问题： 智能调控系统架构 推进煤电绿色低碳化发 暨年度绿色低碳优秀技术与项目展示交流会 DCS DistributedControlSystem,集散控制系统 数据和控制集中，用控制算法处理简单的控制和保护问题； 数字李生模型构建 热电机理×专家知识XAI建模×预测控制 ALLSENSE全应 能 数先锋者 daptive自适应ata大数据odel模型预测ontrol自动控制 数据驱动AI建模全局优化智能控制人工智能建模 A 数据智能知识智能 ADM模型ADM模型 预测寻优控制 人工智能数据建模工业机理专家知识热电机理模型专家知识模型 灸众灸 模型预测控制 工业机理大数据人工智能建模模型预测控制云/边协同计算架构 推进煤绿色低碳化 20 数 能源 锋者 数字模型在线学习与动态更新AL字LSENSE全先应 汽他汽化型汽包压力睫型中压蒸汽管道 锅炉负压模型抽凝式汽轮机 引风出力型 用 磨煤机低压蒸汽管道 模型开发 模型部署云 用户 ?精炉负压操型 蜗炉燃烧模型分汽包压力牌 端炉效车型低压蒸汽管道 抽背式汽轮机 模型库 模型训练 端力大算 模型更新 全厂耦合模型构建 边缘控制边 模型动态更新逻辑 推进煤电绿色低碳化发展技术研讨 暨年度绿色低碳优秀技术与项目展示交流会 模型应用算缘实时计 ADMC热电智能调控系统AL字LSENSE全应 全面感知全局优化实时调控模型更新数 源先锋者 锅炉能 效模型 汽包2 锅炉2 多炉多汽机1 机调度 用户能 给水控 制模型 汽包液位控制不平稳 模型耗模型 多机组负荷分配策略难确定蒸汽品质不稳定 水汽包1汽机2 脱销控汽机做 制模型功模型 用户负荷难预测 尿炉膛温度控制不平稳 素脱销溶液量控制不精准炉膛压力控制不准确 燃煤热 值模型 煤 锅炉1 风 除尘引 环保控 制模型 环保指标不稳定 燃煤品质无法在线测量炉膛温炉膛压 度模型力模型氧含量控制不稳定氨逃逸导致空预器堵塞 最佳配 灰 鼓风模型灰 泵仓 风 二次配风不合理 2 推进煤电绿色低碳化发展技术研讨 暨年 智能调控自动运行安全平稳高效低碳 数字能源先锋者 数智赋能：运行无人化，值守少人化ALLSENSE全应 数智+ 传统人工调控智能调控、自动运行、安全高效、清洁低碳 推进煤电绿色低碳化发展技术研讨 暨年度绿色低碳优秀技术与项目展示交流会 案例1CFB：浙江哲丰能源 ALLSENSE全应 数字能源先 锋者 1#CFB 9.4MPa