北极星火力发电网讯:改革开放以来，我国电力装机已实现从5700万千瓦到17.8亿千瓦的阶段性跨越，电力工业的发展已能有力支撑经济社会的发展需求。如今，电力行业已从初期的高速度增长阶段跨越为高质量发展阶段，促进能源结构转型、构建环境友好型社会已成为现阶段电力行业发展的硬性要求。
西门子作为一家老牌德国工业集团，已在全球的工业转型中积累了丰富的数字化发展经验。在不久前发布的西门子2018财年第二季度报中，西门子实体业务(Industrial business)利润额达到了23亿欧元，实体业务利润率为11.0%。财报显示，该季度的强劲业绩主要受益于数字化工业集团的杰出表现。西门子股份公司总裁兼首席执行官凯飒(Joe Kaeser)在6月6日举办的“一带一路”国际合作论坛上说：“西门子数字化业务的表现非常好，目前是世界上开展数字化业务最大的工业集团，参考过去几个季度的财务数据，市场份额不断增长，远超竞争对手。”
西门子如何将这些工业成果运用到中国市场，助力中国能源转型是现今值得探讨的话题。
能源结构转型推动发电行业数字化升级
西门子发电服务集团首席执行官Tim Holt认为，发电行业正向着“3D”方向转变，即去碳化(De-carbonization)、去中心化(Decentralization)、数字化(Digitalization)。
从2015年5月国务院印发《中国制造2025》行动计划开始，我国就持续聚焦发展智能、绿色的先进制造业，随后连续发布了《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》、《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》等一系列利好数字化工业发展的政策文件，指引着数字化发展的方向。
Tim Holt预测：“到2030年，全球可再生能源装机将占到新增装机容量的87%，分布式发电比重将达到65%，35%的发电容量将是客户的自建电厂。” Tim Holt指出：“现存的大部分电厂在过去的设计中主要考虑的是基础负荷的保障，但如今，随着能源转型的发展，电厂的运行状况从全年满负荷发电向部分负荷运行甚至停机的状态转变，电厂的需求也从基础负荷保障向发电的可靠性、灵活性、可利用性和更低的成本、更优的风险管理转变。资产所有者由过去关注硬件投资，逐步转向数字化服务等软件投资。”
智能化运营使发电行业实现清洁、高效的目标
截止2017年底，我国煤电装机容量已达到9.8亿千瓦，煤电占我国电源总装机容量的55.2%，同比降低了2.1%;2017年我国煤电投产3404万千瓦，同比降低26.3%，煤电装机增速降至2000年以来的最低水平。煤电占比下降、增速放缓已是我国电力行业的大趋势。按我国电厂的设计寿命和基础电源的长期定位来看，这些现存电厂至少还得运行近30年，而这些电厂在市场化的大背景下要想维持竞争力只能更清洁、灵活，获得更优的发电性能。Tim Holt举例：“在美国，大部分电厂已有30年的运行周期，这些电厂可能每年只有几周的时间用来发电以供应基础负荷。那么他们必须利用智能技术，压低发电成本，提高启动期的发电效率，抓住盈利窗口期以满足全年运营资本支出等费用。另外一些电厂平时也不是满负荷运行，就必须要做到随时灵活调整，但在调整的过程中又要保证环保。清洁、高效的要求就只能通过智能来实现。”
除了对单个电厂进行数字化改造以期实现清洁、高效的目标，西门子还基于自己的MindSphere物联网操作系统进行机群的集成运营。2017年10月，西门子与华润电力签署协议，将为其旗下机群部署集成化联网远程运营中心。该远程运营中心将借助MindSphere对华润电力19台机组进行集成和联网，以提高机群透明度，从而进行资产诊断和运营优化，帮助提高电厂的运营效益。Tim Holt表示：“本次远程运营中心项目是西门子数字化电厂解决方案的标杆。通过对电厂发电机组相关数据进行数字化接入、集成及分析，西门子将为电厂提供有助于改善性能、提高可靠性和可用性的分析和建议。”
只有做到及时预防和积极响应才能达到“智慧”的目标
Tim Holt表示：“西门子在提供数字化服务还是处于初创阶段，其数字化业务组合主要分为三个部分，第一部分为提升性能，比如在用电高峰时段利用软件满足用电需求，实现超额发电;第二部分是满足合规要求，例如开发控制氮氧化物排放量的应用;第三部分为风险管理，即利用相关软件对设备进行早期预防与维修，预防机组非计划性停机。”
在德国，西门子正在推出“电厂4.0”，即全自动无人值守电厂。Tim Holt介绍：“电厂4.0实现了在电厂总部安排专人对电厂进行远程控制的目标。西门子还将进一步研发以无人机和摄像头替代人员对电厂进行每日巡检以达到无人值守的目标。同时，它可以预先诊断出哪些零件可能发生故障，甚至在早期预警时就能自己下单备件，并安排维修活动和日程。未来，它还会在有远程专家的支持下减少现场助手的人员数量。”
Tim Holt表示：“现在大多数电厂都有自己原本的控制系统，但是这些系统只存在于收集数据而不是智慧地使用数据。数字化电厂要做到‘智慧’的层面不只要有大量的数据，更要通过数据分析让电厂人员了解机组的运行状态，做到提前预防并积极响应。只有在碰到问题之前或之时快速地解决问题才是数字化电厂的意义所在。德国4.0电厂的最终目标也就是实现自预防、自响应的高度智慧标杆。”
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