引 言
浙江省能源集團(tuán)有限公司成立于2001年，總部位于中國(guó)杭州，主要從事電源建設(shè)、電力熱力生產(chǎn)、石油煤炭天然氣開(kāi)發(fā)貿(mào)易流通、能源服務(wù)和能源金融等業(yè)務(wù)。截至2018年7月，浙能集團(tuán)在職員工23000人，其中本科以上學(xué)歷占46.9%，中高級(jí)職稱占18%。總資產(chǎn)2005億元，所有者權(quán)益1067億元；控股浙能電力和寧波海運(yùn)兩家A股上市公司，管理企業(yè)200余家。通過(guò)近幾年的發(fā)展，浙能集團(tuán)已形成由電力、天然氣、石油、煤炭及運(yùn)輸、可再生能源、能源化工組成的能源主業(yè)，以及由金融產(chǎn)業(yè)和能源服務(wù)業(yè)組成的支持性產(chǎn)業(yè)，集團(tuán)已成長(zhǎng)為全國(guó)資產(chǎn)規(guī)模最大、能源產(chǎn)業(yè)門(mén)類(lèi)最全、盈利能力最強(qiáng)、電力裝機(jī)容量最大的省級(jí)能源企業(yè)，成為集電、煤、油、氣、冷、熱等多能為一體的綜合能源供應(yīng)服務(wù)商。
太極股份致力于“做中國(guó)最優(yōu)秀的數(shù)字化服務(wù)提供商” ，率先推出TECO（Taiji Energy Cloud EcOsystem）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，牽手眾多的生態(tài)合作伙伴，面向工業(yè)行業(yè)和企業(yè)的價(jià)值需求，提供工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)頂層設(shè)計(jì)、平臺(tái)建設(shè)、工業(yè)大數(shù)據(jù)服務(wù)、算法模型開(kāi)發(fā)、云平臺(tái)運(yùn)營(yíng)等服務(wù)，多年來(lái)電力、鋼鐵、煤炭、化工、軍工制造等工業(yè)領(lǐng)域有著眾多的客戶、豐富的業(yè)務(wù)實(shí)踐和案例。
隨著浙能集團(tuán)能源產(chǎn)業(yè)規(guī)模的快速擴(kuò)張，對(duì)集團(tuán)生產(chǎn)安全工作信息化提出更高了要求，建設(shè)以生產(chǎn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的調(diào)度中心，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、設(shè)備運(yùn)行優(yōu)化、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同、應(yīng)急指揮等功能，是集團(tuán)保障生產(chǎn)、安全、提高競(jìng)爭(zhēng)力的重要抓手，也是展示生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、改革發(fā)展成果的重要窗口。另一方面，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)計(jì)算、人工智能等信息技術(shù)飛速發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外能源企業(yè)已成功實(shí)踐。
在此背景下，2018年，浙江省能源集團(tuán)委托太極計(jì)算機(jī)股份有限公司開(kāi)展浙能集團(tuán)調(diào)度中心建設(shè)，采用太極TECO工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)技術(shù)，以全面保障生產(chǎn)安全為重要基礎(chǔ)，以生產(chǎn)優(yōu)化、應(yīng)急調(diào)度指揮中心應(yīng)用為抓手，建設(shè)形成“一級(jí)調(diào)度多級(jí)聯(lián)動(dòng)”的“一體化調(diào)度指揮體系”，旨在提升浙能集團(tuán)生產(chǎn)、安全管理水平和效率，并助推浙能集團(tuán)“數(shù)字浙能”的全面建設(shè)。
本項(xiàng)目在工業(yè)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、工業(yè)應(yīng)用、工業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)采集、工業(yè)設(shè)備機(jī)理模型、人工智能、可視化BI等層面具有深厚的技術(shù)積累和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)探索新技術(shù)應(yīng)用，逐步構(gòu)建“數(shù)據(jù)-信息-知識(shí)-智慧”完整的信息價(jià)值鏈，推進(jìn)生產(chǎn)調(diào)度和安全管理工作的數(shù)字化、精益化和智能化，為建設(shè)“數(shù)字型”浙能集團(tuán)創(chuàng)造條件。
一、 項(xiàng)目概況
項(xiàng)目以浙能集團(tuán)現(xiàn)有及未來(lái)業(yè)務(wù)戰(zhàn)略發(fā)展為導(dǎo)向，借鑒國(guó)內(nèi)相關(guān)能源行業(yè)生產(chǎn)調(diào)度及應(yīng)急指揮的最佳實(shí)踐，建設(shè)浙能集團(tuán)調(diào)度中心，以搭建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為基礎(chǔ)，建設(shè)生產(chǎn)安全監(jiān)控和應(yīng)急指揮系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)煤炭供應(yīng)鏈和鍋爐燃燒優(yōu)化等生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化應(yīng)用以及閉環(huán)的應(yīng)急能力建設(shè)應(yīng)用。
1. 項(xiàng)目背景
當(dāng)前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)已步入新常態(tài)。在新常態(tài)下，科技創(chuàng)新已成為能源企業(yè)提高競(jìng)爭(zhēng)力的重要抓手，為此，國(guó)家也陸續(xù)出臺(tái)了“互聯(lián)網(wǎng)+”、“兩化融合”、“中國(guó)制造2025”等國(guó)家戰(zhàn)略。
浙能集團(tuán)深入貫徹習(xí)近平總書(shū)記“四個(gè)革命、一個(gè)合作”的能源戰(zhàn)略思想和“五大發(fā)展”理念，深入推進(jìn)“能源立業(yè)、科技興業(yè)、金融富業(yè)、海外創(chuàng)業(yè)”的“四業(yè)”發(fā)展路徑，調(diào)整結(jié)構(gòu)、補(bǔ)齊短板，搶抓機(jī)遇、開(kāi)拓進(jìn)取。在浙能集團(tuán)“四業(yè)”發(fā)展的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型過(guò)程中，保障生產(chǎn)、安全是其中的重要基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，建設(shè)以生產(chǎn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)調(diào)度中心，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)監(jiān)控、供應(yīng)鏈協(xié)同、設(shè)備運(yùn)行優(yōu)化、應(yīng)急指揮等功能，是集團(tuán)保障安全生產(chǎn)、提高競(jìng)爭(zhēng)力的重要抓手，也是展示生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、改革發(fā)展成果的重要窗口。目前，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)計(jì)算、人工智能等信息技術(shù)飛速發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外能源企業(yè)已成功實(shí)踐。在此背景下，基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的浙能集團(tuán)應(yīng)急調(diào)度指揮中心已具備建設(shè)條件。
2. 項(xiàng)目簡(jiǎn)介
項(xiàng)目基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，建設(shè)了覆蓋集團(tuán)全產(chǎn)業(yè)、生產(chǎn)各專(zhuān)業(yè)的縱向貫通、橫向協(xié)同的生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)和應(yīng)急指揮系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了煤炭供應(yīng)鏈調(diào)度和燃燒優(yōu)化應(yīng)用以及應(yīng)急管理全流程應(yīng)用等創(chuàng)新型應(yīng)用。項(xiàng)目簡(jiǎn)介如下：
（1）搭建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，匯集全量生產(chǎn)實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)、生產(chǎn)相關(guān)的管理數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)，建立海量數(shù)據(jù)的采集、匯聚、治理、存儲(chǔ)、分析、訪問(wèn)和管理的大數(shù)據(jù)服務(wù)體系；提供開(kāi)發(fā)平臺(tái)和應(yīng)用市場(chǎng)平臺(tái)，支持算法、模型、應(yīng)用的二次開(kāi)發(fā)和集成，為開(kāi)展應(yīng)用提供平臺(tái)支撐。
（2）實(shí)現(xiàn)各產(chǎn)業(yè)重要指標(biāo)、運(yùn)行參數(shù)和生產(chǎn)工藝流程的實(shí)時(shí)在線監(jiān)視，提供綜合展示、生產(chǎn)運(yùn)行監(jiān)控、安全監(jiān)控、環(huán)保監(jiān)控等功能，開(kāi)展煤炭供應(yīng)及燃燒優(yōu)化等生產(chǎn)調(diào)度和工藝優(yōu)化應(yīng)用的建設(shè)。
（3）實(shí)現(xiàn)覆蓋突發(fā)事件的預(yù)防、準(zhǔn)備、響應(yīng)、恢復(fù)的整個(gè)應(yīng)急全流程的閉環(huán)應(yīng)急能力建設(shè)應(yīng)用。統(tǒng)一接報(bào)、收集公司系統(tǒng)各類(lèi)突發(fā)事件信息，統(tǒng)一向集團(tuán)公司系統(tǒng)發(fā)布預(yù)警信息，提供事態(tài)影響分析、預(yù)案推演與應(yīng)急演練、視訊指揮調(diào)度、數(shù)字預(yù)案、資源共享調(diào)配、應(yīng)急評(píng)估和案例歸檔等功能。
3. 項(xiàng)目目標(biāo)
以集團(tuán)現(xiàn)有及未來(lái)業(yè)務(wù)戰(zhàn)略發(fā)展為導(dǎo)向，參考各行業(yè)生產(chǎn)調(diào)度及應(yīng)急指揮的最佳實(shí)踐，采用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的視野及思維，引入大數(shù)據(jù)分析挖掘等技術(shù)，充分利用和整合現(xiàn)有資源和數(shù)據(jù)，以安全生產(chǎn)監(jiān)控和應(yīng)急指揮為應(yīng)用方向，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控、綜合分析、產(chǎn)業(yè)協(xié)同、性能優(yōu)化、風(fēng)險(xiǎn)布控、研判會(huì)商、指揮調(diào)度、應(yīng)急演練等主要功能。通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)施，降低企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行成本，提高生產(chǎn)安全管理水平和管理效率，同時(shí)提升浙能集團(tuán)整體智能化水平。
二、項(xiàng)目實(shí)施概況
本項(xiàng)目采用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、微服務(wù)等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)技術(shù)，匯集集團(tuán)下屬各產(chǎn)業(yè)約200余家生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)相關(guān)經(jīng)營(yíng)管理數(shù)據(jù)以及外部的氣象、船舶AIS、煤炭?jī)r(jià)格數(shù)據(jù)，建成集采集、治理、存儲(chǔ)、分析、訪問(wèn)為一體的工業(yè)大數(shù)據(jù)中心和工業(yè)PaaS平臺(tái)；并基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，開(kāi)發(fā)了生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)、應(yīng)急指揮系統(tǒng)。其中，采用基于大數(shù)據(jù)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，解決了煤炭供應(yīng)鏈優(yōu)化、鍋爐燃燒優(yōu)化等生產(chǎn)優(yōu)化問(wèn)題，降低企業(yè)運(yùn)行成本，提高企業(yè)經(jīng)營(yíng)效益；建立了集自動(dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)警、智能研判、科學(xué)調(diào)度、評(píng)估完善等為一體的應(yīng)急管理應(yīng)用，初步實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)的應(yīng)急能力建設(shè)體系，提高了企業(yè)安全管理水平。
1. 項(xiàng)目總體架構(gòu)
浙能集團(tuán)調(diào)度中心采用分布式、多層體系架構(gòu)，自頂向下分為展示層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、平臺(tái)層、基礎(chǔ)層、接入層（采集層），建立在統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系、安全管理體系、運(yùn)維保障體系下。
系統(tǒng)總體架構(gòu)圖示如下：
（1）數(shù)據(jù)源層
通過(guò)數(shù)據(jù)接入服務(wù)，適配Pi、OPC、modbus等設(shè)備協(xié)議，接入不同來(lái)源、異構(gòu)的生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；通過(guò)ETL、Webservice接入ERP、安健環(huán)等經(jīng)營(yíng)管理數(shù)據(jù)；通過(guò)http、爬蟲(chóng)等接入氣象、煤價(jià)等外部數(shù)據(jù)。
（2）基礎(chǔ)設(shè)施層
基于集團(tuán)現(xiàn)有私有云環(huán)境為項(xiàng)目提供網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)以及系統(tǒng)軟件（操作系統(tǒng)）支持。
（3）平臺(tái)層
建立浙能集團(tuán)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)中心和工業(yè)PaaS平臺(tái)。生產(chǎn)大數(shù)據(jù)中心由時(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù)、MPP數(shù)據(jù)庫(kù)、HDFS等組成；工業(yè)PaaS平臺(tái)由數(shù)據(jù)建模和分析、GIS平臺(tái)、應(yīng)用開(kāi)發(fā)和微服務(wù)框架、微服務(wù)組件、應(yīng)用市場(chǎng)組成。
平臺(tái)層提供數(shù)據(jù)采集、治理、分析、訪問(wèn)、管理等數(shù)據(jù)服務(wù)，提供數(shù)據(jù)建模、算法分析、可視化等服務(wù)，基于微服務(wù)架構(gòu)支撐能源工業(yè)領(lǐng)域模型、深度應(yīng)用、個(gè)性化應(yīng)用的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行，提供應(yīng)用市場(chǎng)支撐算法、模型、應(yīng)用的二次開(kāi)發(fā)/集成、共享。
（4）業(yè)務(wù)應(yīng)用層
應(yīng)用層：包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、產(chǎn)業(yè)協(xié)同、性能優(yōu)化、運(yùn)行分析、環(huán)保分析、節(jié)能分析、可靠性分析等生產(chǎn)監(jiān)控應(yīng)用，包括風(fēng)險(xiǎn)防控、監(jiān)控預(yù)警、預(yù)案管理、應(yīng)急演練、分析研判、輔助決策、指揮調(diào)度、應(yīng)急評(píng)估等應(yīng)急管理應(yīng)用。
（5）門(mén)戶層
提供大屏、桌面、移動(dòng)多種門(mén)戶；提供應(yīng)用市場(chǎng)，支持?jǐn)?shù)據(jù)、算法、模型、應(yīng)用的分享和運(yùn)營(yíng)。
2. 項(xiàng)目物理架構(gòu)
項(xiàng)目物理架構(gòu)圖示如下：
圖 2 物理架構(gòu)示意
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和生產(chǎn)安全監(jiān)控、應(yīng)急指揮系統(tǒng)部署到集團(tuán)數(shù)據(jù)中心，分為集團(tuán)內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)兩部分。外網(wǎng)部分部署到集團(tuán)安全隔離DMZ區(qū)，面向移動(dòng)用戶提供APP服務(wù)。
在集團(tuán)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中，部署數(shù)據(jù)采集服務(wù)，接入內(nèi)網(wǎng)的ERP、安健環(huán)等經(jīng)營(yíng)管理類(lèi)數(shù)據(jù)，接入通過(guò)單向隔離網(wǎng)閘擺渡的生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)。通過(guò)企業(yè)端部署的邊緣端服務(wù)安全地采集生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；通過(guò)外網(wǎng)DMZ部署的數(shù)據(jù)采集服務(wù)，安全接入外部的氣象、船舶AIS、煤炭?jī)r(jià)格指數(shù)等數(shù)據(jù)。
3. 具體應(yīng)用場(chǎng)景和應(yīng)用模式
（1）熱電全流程智能協(xié)調(diào)優(yōu)化（生產(chǎn)工藝優(yōu)化方向）
在項(xiàng)目中，開(kāi)展了燃煤電廠燃燒裝置的自動(dòng)優(yōu)化控制研究，實(shí)現(xiàn)了熱電全流程智能協(xié)同優(yōu)化。通過(guò)優(yōu)化，使燃料充分燃燒，低氮燃燒，在一定程度上抑制污染物的排放，降低污染物后處理費(fèi)用；降低產(chǎn)汽煤耗或發(fā)電煤耗，顯著提高生產(chǎn)效率。
1 問(wèn)題提出
在鍋爐熱效率損失中，主要因素包括：排出煙氣所帶走的熱量、化學(xué)不完全燃燒熱損失、機(jī)械不完全燃燒熱損失，見(jiàn)下圖通用燃燒曲線：
圖 3 通用燃燒曲線
因此，我們重點(diǎn)針對(duì)這些主要因素開(kāi)展優(yōu)化工作。
2 解決方案
通過(guò)以下路徑，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)：
保證燃燒裝置負(fù)荷穩(wěn)定的情況下，尋找最少的燃料消耗（燃料優(yōu)化）；
在燃料的熱值、水分發(fā)生變化的情況下，尋找最匹配的助燃風(fēng)量（風(fēng)量?jī)?yōu)化）；
在負(fù)荷、設(shè)備性能發(fā)生變化的情況下，尋找最佳的控制點(diǎn)（控制點(diǎn)優(yōu)化）。
3 采用技術(shù)
基于先進(jìn)的動(dòng)態(tài)專(zhuān)家系統(tǒng)、燃燒效果軟測(cè)量模型、多維動(dòng)態(tài)優(yōu)化模型以及大系統(tǒng)協(xié)調(diào)優(yōu)化技術(shù)等實(shí)現(xiàn)了鍋爐側(cè)負(fù)荷快速響應(yīng)與穩(wěn)定功能、最少燃料量和最佳二次風(fēng)量自尋優(yōu)及滾動(dòng)優(yōu)化功能、最佳負(fù)荷自動(dòng)分配以及運(yùn)行爐與調(diào)節(jié)爐的自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能等。優(yōu)化模式下的負(fù)荷控制點(diǎn)（多爐母管制系統(tǒng)）、床溫控制點(diǎn)、氧含量控制點(diǎn)、二次風(fēng)量控制點(diǎn)等隨工況而浮動(dòng)。
4 模型構(gòu)建和應(yīng)用模式
圖示如下：
圖 4 模型構(gòu)建和應(yīng)用過(guò)程
邊緣端服務(wù)負(fù)責(zé)采集生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（負(fù)荷、給煤量、主蒸汽壓力等），并通過(guò)單向隔離網(wǎng)閘接入數(shù)據(jù)到集團(tuán)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。在集團(tuán)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)端，基于歷史和新增生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模和訓(xùn)練；并通過(guò)仿真手段，與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較驗(yàn)證。一致時(shí)，表示通過(guò)驗(yàn)證。
當(dāng)模型驗(yàn)證通過(guò)后，在邊緣端發(fā)布模型，啟動(dòng)鍋爐燃燒優(yōu)化控制程序。
5 優(yōu)化結(jié)果
煤量?jī)?yōu)化爬山圖：尋找最少的燃料量
圖 5煤量?jī)?yōu)化爬山圖（尋找最少的燃料量）
風(fēng)量?jī)?yōu)化爬山圖：尋找最佳的風(fēng)煤配比
圖 6風(fēng)量?jī)?yōu)化爬山圖—尋找最佳的風(fēng)煤配比
（2）打通集團(tuán)各產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)煤電供應(yīng)鏈的協(xié)同優(yōu)化
由于煤電企業(yè)的特殊性，一方面，煤電生產(chǎn)對(duì)煤炭安全庫(kù)存提出較高要求，另一方面，電煤成本占燃煤電廠發(fā)電成本在80%左右。因此，為降低企業(yè)電煤資金占用，提出優(yōu)化需求：優(yōu)化煤炭供應(yīng)鏈，實(shí)現(xiàn)集團(tuán)電煤的最優(yōu)庫(kù)存。
在集團(tuán)產(chǎn)業(yè)板塊中，煤炭產(chǎn)業(yè)板塊負(fù)責(zé)集團(tuán)核心電力主業(yè)的上游延伸業(yè)務(wù)，依托旗下?tīng)I(yíng)運(yùn)企業(yè)在港口、岸線、市場(chǎng)、海運(yùn)資源優(yōu)勢(shì)和管理優(yōu)勢(shì)，負(fù)責(zé)煤炭采購(gòu)、運(yùn)輸、煤檢、儲(chǔ)存、摻配、港口碼頭及中轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)管理，并在滿足集團(tuán)對(duì)電煤安全庫(kù)存要求的前提下，開(kāi)展煤炭的市場(chǎng)化銷(xiāo)售工作。因此，煤炭供應(yīng)鏈優(yōu)化即優(yōu)化煤炭產(chǎn)業(yè)各企業(yè)的生產(chǎn)調(diào)度流程，基于最優(yōu)庫(kù)存形成各企業(yè)的最優(yōu)生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃。
上述問(wèn)題是一個(gè)典型的多目標(biāo)調(diào)度優(yōu)化問(wèn)題，采用基于大數(shù)據(jù)的多目標(biāo)優(yōu)化的動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型實(shí)現(xiàn)。
輸入：1）煤炭庫(kù)存，包括各電廠煤炭庫(kù)存、港口堆存及海運(yùn)船只在途庫(kù)存；2）企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃和能力，包括各燃煤電廠的發(fā)電計(jì)劃、運(yùn)力（海運(yùn)、內(nèi)河運(yùn)輸）、港口泊位和堆存能力、煤炭檢驗(yàn)?zāi)芰Γ?）外部行情數(shù)據(jù)，包括煤炭?jī)r(jià)格指數(shù)（CCI/CCTD/NEWC）、運(yùn)價(jià)指數(shù)等，并綜合特殊季節(jié)特殊需求等因素。
輸出：綜合廠存量、市場(chǎng)價(jià)格趨勢(shì)及堆存能力、運(yùn)輸能力等情況，采用基于大數(shù)據(jù)的多目標(biāo)優(yōu)化模型，預(yù)測(cè)最優(yōu)可用庫(kù)存天數(shù)，優(yōu)化并生成煤炭經(jīng)營(yíng)企業(yè)的采購(gòu)計(jì)劃、電煤保供計(jì)劃、銷(xiāo)售計(jì)劃，生成煤炭運(yùn)輸企業(yè)的海運(yùn)和內(nèi)河運(yùn)輸計(jì)劃，生成港口企業(yè)的靠離泊計(jì)劃和裝卸計(jì)劃以及配煤作業(yè)計(jì)劃，生成煤檢企業(yè)的煤檢計(jì)劃和電廠的裝卸計(jì)劃。
通過(guò)煤炭供應(yīng)鏈優(yōu)化模型的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的安全可用庫(kù)存，極大減少燃料資金占用成本。同時(shí)，在保障電煤供應(yīng)的前提下，煤炭板塊可以進(jìn)行市場(chǎng)售煤，獲取最大運(yùn)營(yíng)效益。
（3）覆蓋應(yīng)急全流程的閉環(huán)應(yīng)急能力建設(shè)體系（安全管理優(yōu)化）
項(xiàng)目建成了覆蓋集團(tuán)各層級(jí)、全產(chǎn)業(yè)的應(yīng)急管理、指揮體系，實(shí)現(xiàn)涵蓋突發(fā)事件的預(yù)防、準(zhǔn)備、響應(yīng)、恢復(fù)的整個(gè)全流程的應(yīng)急管理系統(tǒng)。以大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為支撐，利用其豐富的智能算法，實(shí)現(xiàn)各類(lèi)重大風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)預(yù)警，并以桌面、大屏、移動(dòng)端等多種告警方式及時(shí)、自動(dòng)通知到各級(jí)調(diào)度中心領(lǐng)導(dǎo)和應(yīng)急值守人員；基于應(yīng)急預(yù)案和各類(lèi)應(yīng)急資源數(shù)據(jù)，結(jié)合產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域知識(shí)，建立智能研判模型，提供搶險(xiǎn)救援方案以支撐應(yīng)急指揮決策；實(shí)現(xiàn)了GIS、音視頻等多媒體手段，來(lái)提供可視化的應(yīng)急資源調(diào)配、應(yīng)急響應(yīng)調(diào)度和全程可追溯；并通過(guò)應(yīng)急恢復(fù)階段的評(píng)估分析、案例歸檔來(lái)完善應(yīng)急管理體系。因此，通過(guò)應(yīng)急指揮系統(tǒng)，建立起涵蓋從監(jiān)測(cè)預(yù)警到研判、響應(yīng)、總結(jié)的閉環(huán)的應(yīng)急能力建設(shè)體系。
圖 7從監(jiān)測(cè)預(yù)警到研判、響應(yīng)、總結(jié)的閉環(huán)能力建設(shè)體系
通過(guò)項(xiàng)目建設(shè)，支撐起集團(tuán)各行業(yè)的差異化預(yù)警和響應(yīng)處置需求，形成覆蓋全集團(tuán)企業(yè)的應(yīng)急預(yù)警和處置“一張網(wǎng)”，建成集團(tuán)統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)預(yù)警中心、應(yīng)急發(fā)布中心、應(yīng)急指揮中心、應(yīng)急值守中心；依托大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動(dòng)APP、現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)終端等手段，打通信息共享、調(diào)度協(xié)同的“最后一公里”，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)預(yù)警、科學(xué)決策和無(wú)延時(shí)、零距離的精準(zhǔn)調(diào)度。
4. 安全及可靠性
項(xiàng)目建立在集團(tuán)統(tǒng)一的信息安全體系下，集團(tuán)信息網(wǎng)內(nèi)系統(tǒng)符合信息安全二級(jí)等保要求，生產(chǎn)控制網(wǎng)系統(tǒng)符合信息安全三級(jí)等保要求，從生產(chǎn)控制網(wǎng)采集數(shù)據(jù)嚴(yán)格符合單向傳輸?shù)陌踩?。?xiàng)目采用基于角色的訪問(wèn)控制、訪問(wèn)控制黑白名單以及基于端口的管控，實(shí)現(xiàn)細(xì)粒度的的訪問(wèn)授權(quán)和控制，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備接入、平臺(tái)和應(yīng)用的安全訪問(wèn)控制，保障數(shù)據(jù)在采集、傳輸、存儲(chǔ)、訪問(wèn)中的安全性。
平臺(tái)采用Hadoop分布式文件系統(tǒng)(HDFS)，提供高可用、高可靠性；基于微服務(wù)架構(gòu)和容器技術(shù)，支撐應(yīng)用的高可用和高可擴(kuò)展性。
三、下一步實(shí)施計(jì)劃
針對(duì)本項(xiàng)目應(yīng)用成果，開(kāi)展延伸建設(shè)和推廣工作。
1. 熱電全流程智能協(xié)調(diào)優(yōu)化的推廣建設(shè)
（1）目前應(yīng)用到一個(gè)火電廠；
（2）今年推廣到集團(tuán)20多個(gè)燃煤電廠；
（3）明年推廣到其它集團(tuán)燃煤電廠。
2. 應(yīng)急指揮系統(tǒng)的延伸和推廣建設(shè)
（1）已完成3類(lèi)突發(fā)事件的應(yīng)急管理體系建設(shè)；
（2）今年延伸到集團(tuán)重點(diǎn)關(guān)注的其它13類(lèi)突發(fā)事件；
（3）明年推廣到其它能源企業(yè)。
四、項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)和實(shí)施效果
1. 項(xiàng)目先進(jìn)性及創(chuàng)新點(diǎn)
1) 實(shí)現(xiàn)泛在感知能力。
利用物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)交換等技術(shù)，泛在連接各類(lèi)設(shè)備、設(shè)施、系統(tǒng)信息，進(jìn)行高效采集和云端匯聚，實(shí)現(xiàn)從板塊、行業(yè)、設(shè)備類(lèi)型等多維度的全景展示，以電子地圖等方式直觀展示具體設(shè)備、設(shè)施的實(shí)時(shí)信息。
2) 提升綜合分析能力。
在設(shè)備管理、生產(chǎn)安全、運(yùn)行優(yōu)化、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及決策方面，應(yīng)用大數(shù)據(jù)計(jì)算能力、知識(shí)圖譜分析能力、分析挖掘能力、自助式分析能力，實(shí)現(xiàn)電力、石油、天然氣、化工、海運(yùn)、港口等行業(yè)生產(chǎn)決策和安全應(yīng)急的智能應(yīng)用。
3) 提升管控決策能力。
基于大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)算法建立了煤炭供應(yīng)鏈優(yōu)化和鍋爐燃燒優(yōu)化的數(shù)據(jù)和機(jī)理模型，優(yōu)化了煤電生產(chǎn)工藝和產(chǎn)業(yè)協(xié)同水平，提升集團(tuán)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工作的管控決策能力。
4) 打造應(yīng)用創(chuàng)新能力。
采用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)技術(shù)，將云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)計(jì)算、人工智能、微服務(wù)開(kāi)發(fā)等先進(jìn)技術(shù)融為一體，實(shí)現(xiàn)一個(gè)開(kāi)放的應(yīng)用創(chuàng)新載體，提供平臺(tái)級(jí)的數(shù)據(jù)服務(wù)、算法服務(wù)、模型開(kāi)發(fā)服務(wù)、應(yīng)用運(yùn)行服務(wù)、跨企業(yè)工業(yè)知識(shí)共享服務(wù)，降低企業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新門(mén)檻，為各專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用的開(kāi)發(fā)、建設(shè)、運(yùn)行、分享構(gòu)建起良性發(fā)展生態(tài)圈。以平臺(tái)為支撐，各板塊、營(yíng)運(yùn)企業(yè)可發(fā)揮各自積累的專(zhuān)業(yè)化優(yōu)勢(shì)，不斷開(kāi)發(fā)各類(lèi)智能化微應(yīng)用，積聚起日益豐富的專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)、經(jīng)驗(yàn)庫(kù)、計(jì)算規(guī)則庫(kù)、應(yīng)用算法模型庫(kù)，并隨著各領(lǐng)域知識(shí)在整個(gè)集團(tuán)的不斷分享、應(yīng)用，打造出整個(gè)集團(tuán)的全面創(chuàng)新能力。
2. 實(shí)施效果
（1）促進(jìn)生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行
通過(guò)熱電全流程智能協(xié)調(diào)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了以下經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)：
①主汽溫度控制精度：R±2℃；
②主汽壓力控制精度：R±R*3% (90%時(shí)間)；
③二氧化硫和NOx每小時(shí)均值的控制指標(biāo)在R±5mg/m3，實(shí)現(xiàn)卡邊運(yùn)行并使脫硫劑和脫硝劑減少5~10%以上；
④綜合能耗降低0.5%以上(60萬(wàn)以上機(jī)組)；
⑤使AGC或ACE的調(diào)峰速度和精度提高一倍以上；
⑥長(zhǎng)期可用率大于90%，人工效率提高100%以上。
（2）降低發(fā)電運(yùn)營(yíng)成本，提高煤炭產(chǎn)業(yè)經(jīng)營(yíng)效益
通過(guò)煤炭板塊各企業(yè)的生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)集團(tuán)電煤供應(yīng)鏈優(yōu)化，在保電前提下，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化電煤庫(kù)存，最大限度降低電煤資金占用，從而減小發(fā)電運(yùn)營(yíng)成本。同時(shí)，適時(shí)市場(chǎng)售煤，獲取經(jīng)營(yíng)收益最大化。
通過(guò)煤炭供應(yīng)鏈優(yōu)化應(yīng)用，集團(tuán)安全庫(kù)存從過(guò)去的14天降低到目前的7天左右。