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西門子中國執行副總裁:數字化手段讓電廠學會自主“思考”

2019-07-22

  “從油氣到發電、輸配電再到相關服務業務和新能源,將這幾塊業務整合并作為能源公司上市,意義在于打通了能源產業鏈,實現能源整體轉型的能力隨之提高。”德國老牌工業巨頭西門子公司(Siemens)宣布剝離其歷史悠久的油氣與電力集團(Gas and Power,GP)兩個多月之后,西門子(中國)有限公司執行副總裁、西門子大中華區油氣與電力集團總經理姚振國向澎湃新聞詳述個中考量時說道。

  西門子的油氣與電力集團由石油和天然氣、常規發電、輸電和相關服務業務組成,擁有150多年歷史。今年5月,西門子宣布GP集團將被分拆上市,同時向后者轉讓全球排名前三的風機制造商西門子歌美颯可再生能源公司的多數股權,由此締造出一家業務規模達300億歐元、覆蓋石油天然氣全產業鏈解決方案、常規發電與可再生能源發電、高中低壓輸配電及相關發電服務的能源公司。

  外界認為,剝離分拆舉動與其能源業務持續疲軟有關。姚振國表示,目前西門子的運營模式是希望按照行業特點發展業務,例如已剝離上市的醫療板塊。能源行業涉及面廣,單一、分散的能源業務已很難帶動能源整體轉型,打通和剝離既符合市場上大型能源集團客戶的現實需求,也有助于提高運營效果。

  數字化貫穿新GP集團的發電、油氣、輸配電、新能源業務。近日,西門子中國油氣與電力MindSphere應用中心落戶蘇州。該應用中心將匯集算法專家、行業專家、軟件開發等人員,通過利用西門子基于云的開放式物聯網操作系統MindSphere開發能源領域的數字化應用,以數字化盤活能源資產。

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  數字化手段在電廠“疾病”爆發前扼殺“病菌”

  姚振國認為,以數字化手段優化資產性能、降低成本,通過挖掘和利用發電設備每天產生的海量數據,從中習得規律形成設備“病歷本”以作出最佳決策,已成為電力行業的新課題。

  應用類似“診斷”原理的案例遍布甚廣。在瑞典,在西門子軟件幫助下,海上風機能自我學習,自動分析風速、風向等數據,調節設置,實現風力的最大利用。而在瑞士日內瓦地下100米深處,科學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據,提前預警元器件故障。

  早在近20年前,西門子的發電設備就自帶遠程診斷功能,客戶可自行決定是否打開該功能。若遠程診斷功能被啟用,西門子分析團隊根據設備運行數據制定主動預防性維護措施,盡可能防止或減少非計劃停機時間。

  基于開放的工業物聯網平臺MindSphere的設備分析診斷功能,與傳統的遠程診斷中心有何區別?

  Vinod Philip解釋道,一方面是更便于進行機組群管理,通過數字化可將歷史上所有機組群的故障出現頻率和事故分析原因組建出一套數據庫,形成“病歷本”,提前預警以提高設備的運行效率和可用性;另一方面是物聯網及人工智能算法的加入使得西門子可基于數據提供更多運行建議,比如多種電源的起停協調;與傳統意義上的西門子為客戶提供單向診斷服務相比,MindSphere作為公有云開放平臺,用戶可自行開發應用上傳至該平臺,也可以使用MindShpere私有云方案部署成熟的西門子垂直行業的數字化解決方案,例如預測性維護、性能優化等。

  據介紹,基于西門子以往客戶經驗估算,燃煤電廠在部署數字化方案后,非計劃停機時間可減少7%,非計劃減負荷運轉可降低8%,運維人力成本可下降達20%;對于中小型燃機電廠來說,非計劃停機時間可減少13%,非計劃減負荷運轉可降低16%,運維人力成本可下降達33%。

  同時擁有水電、火電、核電和新能源資產的綜合能源企業國家電力投資集團有限公司已成為電廠數字化的探路者。目前,國家電投河南遠程診斷中心連接監視國家電投旗下的20臺發電機組,裝機容量突破1000萬千瓦。非計劃停機給電廠帶來的損失巨大。據國家電投河南遠程診斷中心專家呂宏彪介紹,一次非計劃停機對電廠來說損失高達幾十萬上百萬。

  上述每臺機組都有成千上萬個運行參數由傳感器實時采集,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據庫。經過特訓的智能模型如同“大腦”一般機敏,能自動分析這些海量數據,一旦發現異常,便會立即預警。技術專家根據預警的優先級,利用西門子SPPA-M3000電廠生產管理平臺,對設備進行診斷,并在平臺中進行診斷報告的編寫、查詢和發布等。

  除了幫助電廠更靈活安排維護周期、優化電廠資產之外,對中國市場來說,數字化電廠還有另一項功能。“比如,將來如果中國開放電力競價上網,西門子服務專家還能結合電廠運行狀態、電網數據等,幫助電廠決定最佳的競標電價,使其經濟收益最大化。”西門子(中國)有限公司油氣與電力集團數字化業務負責人湯禹成博士說道。

  整合、分拆能源資產是適應能源轉型趨勢的需要

  近年來,多元化經營的大型集團正在褪去其時代魅力,剝離和拆分業務成為巨頭們提高決策靈活度、抗衡風險的共同選擇。

  去年宣布“公司愿景2020+”計劃、調整內部組織架構時,西門子股份公司總裁兼首席執行官凱颯(Joe Kaeser)曾表示,真正能夠存續發展的并不是規模最大的公司,而是那些適應能力最強的公司。“在過去,項目業務、產品、軟件和服務企業具有各自不同的需求,但仍可以實現集中和有效管理。現在,這一時代已經過去了。”

  在上述戰略調整中,西門子決定下設三大“集團運營公司”:油氣與電力、智能基礎設施和數字化工業,以及三大“戰略公司”:西門子醫療、西門子歌美颯和西門子阿爾斯通。但該計劃在今年內已兩度出現變數:2月,與法國交通運輸巨頭阿爾斯通合并交通業務的計劃因歐盟委員會否決而告終。三個月后,西門子宣布剝離能源資產。

  西門子股份公司油氣與電力集團火力發電服務業務首席執行官Vinod Philip接受采訪時稱,GP剝離不會影響數字化戰略,因為能源市場的數字化(digitalization)、去碳化(decarbonization)和分布式(decentralization)需求仍未改變。西門子將借助其專業的金融服務、公司強有力的區域銷售網絡,及其強大的品牌授權許可等有利條件繼續支持新公司的發展。

  姚振國解釋稱,能源業務的運營周期與工業軟件不同,決定了兩者的運營模式也不一樣。這是西門子剝離出能源專業化公司的原因之一。另一方面,全球能源轉型呈現出電氣化趨勢,將一次能源、二次能源及儲能業務打包,有利于提高能效,增強企業應對能源轉型的能力。“中國的大型能源集團也越來越意識到打通產業鏈的需求。比如五大發電集團兼具多種發電方式,但運營效率仍有待提高。我們已與多家能源集團簽訂了能源轉型、提高能效的戰略協議。”

  西門子自身也正在探索多能互補以提高能效的出路,為其能源業務注入新的活力。其中之一是以氫能串聯起能源上下游產業鏈:在上游,西門子提供適合光伏和風能等可再生能源的發電和輸配電設備及解決方案;在中游,提供高效電解水制氫的核心技術。在下游,由其提供適用于工業等領域的氫能應用設備,如可以使用氫氣或氫氣—天然氣混合燃料的燃氣輪機等。

  2018年,利用上述工藝流程的全球首個兆瓦級別電解水制氫工廠已在德國實現盈利:工業園區內風機產生的電一部分被直接送入電網,另一部分則用于電解水制氫。得到氫氣一部分注入當地輸氣管網,和管道內的天然氣混合供用戶使用,一部分會被運送至周邊化工企業,還有一部分則會供給當地加氫站供氫燃料電池公交車等車輛使用。


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