改革開放以來，我國電力裝機已實現(xiàn)從5700萬千瓦到17.8億千瓦的階段性跨越，電力工業(yè)的發(fā)展已能有力支撐經(jīng)濟社會的發(fā)展需求。如今，電力行業(yè)已從初期的高速度增長階段跨越為高質(zhì)量發(fā)展階段，促進能源結構轉型、構建環(huán)境友好型社會已成為現(xiàn)階段電力行業(yè)發(fā)展的硬性要求。

西門子作為一家老牌德國工業(yè)集團，已在全球的工業(yè)轉型中積累了豐富的數(shù)字化發(fā)展經(jīng)驗。在不久前發(fā)布的西門子2018財年第二季度報中，西門子實體業(yè)務(Industrial business)利潤額達到了23億歐元，實體業(yè)務利潤率為11.0%。財報顯示，該季度的強勁業(yè)績主要受益于數(shù)字化工業(yè)集團的杰出表現(xiàn)。西門子股份公司總裁兼首席執(zhí)行官凱颯(Joe Kaeser)在6月6日舉辦的“一帶一路”國際合作論壇上說：“西門子數(shù)字化業(yè)務的表現(xiàn)非常好，目前是世界上開展數(shù)字化業(yè)務最大的工業(yè)集團，參考過去幾個季度的財務數(shù)據(jù)，市場份額不斷增長，遠超競爭對手。”

西門子如何將這些工業(yè)成果運用到中國市場，助力中國能源轉型是現(xiàn)今值得探討的話題。

能源結構轉型推動發(fā)電行業(yè)數(shù)字化升級

西門子發(fā)電服務集團首席執(zhí)行官Tim Holt認為，發(fā)電行業(yè)正向著“3D”方向轉變，即去碳化(De-carbonization)、去中心化(Decentralization)、數(shù)字化(Digitalization)。

從2015年5月國務院印發(fā)《中國制造2025》行動計劃開始，我國就持續(xù)聚焦發(fā)展智能、綠色的先進制造業(yè)，隨后連續(xù)發(fā)布了《關于推進“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導意見》、《關于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導意見》等一系列利好數(shù)字化工業(yè)發(fā)展的政策文件，指引著數(shù)字化發(fā)展的方向。

Tim Holt預測：“到2030年，全球可再生能源裝機將占到新增裝機容量的87%，分布式發(fā)電比重將達到65%，35%的發(fā)電容量將是客戶的自建電廠。” Tim Holt指出：“現(xiàn)存的大部分電廠在過去的設計中主要考慮的是基礎負荷的保障，但如今，隨著能源轉型的發(fā)展，電廠的運行狀況從全年滿負荷發(fā)電向部分負荷運行甚至停機的狀態(tài)轉變，電廠的需求也從基礎負荷保障向發(fā)電的可靠性、靈活性、可利用性和更低的成本、更優(yōu)的風險管理轉變。資產(chǎn)所有者由過去關注硬件投資，逐步轉向數(shù)字化服務等軟件投資。”

智能化運營使發(fā)電行業(yè)實現(xiàn)清潔、高效的目標

截止2017年底，我國煤電裝機容量已達到9.8億千瓦，煤電占我國電源總裝機容量的55.2%，同比降低了2.1%;2017年我國煤電投產(chǎn)3404萬千瓦，同比降低26.3%，煤電裝機增速降至2000年以來的最低水平。煤電占比下降、增速放緩已是我國電力行業(yè)的大趨勢。按我國電廠的設計壽命和基礎電源的長期定位來看，這些現(xiàn)存電廠至少還得運行近30年，而這些電廠在市場化的大背景下要想維持競爭力只能更清潔、靈活，獲得更優(yōu)的發(fā)電性能。Tim Holt舉例：“在美國，大部分電廠已有30年的運行周期，這些電廠可能每年只有幾周的時間用來發(fā)電以供應基礎負荷。那么他們必須利用智能技術，壓低發(fā)電成本，提高啟動期的發(fā)電效率，抓住盈利窗口期以滿足全年運營資本支出等費用。另外一些電廠平時也不是滿負荷運行，就必須要做到隨時靈活調(diào)整，但在調(diào)整的過程中又要保證環(huán)保。清潔、高效的要求就只能通過智能來實現(xiàn)。”

除了對單個電廠進行數(shù)字化改造以期實現(xiàn)清潔、高效的目標，西門子還基于自己的MindSphere物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)進行機群的集成運營。2017年10月，西門子與華潤電力簽署協(xié)議，將為其旗下機群部署集成化聯(lián)網(wǎng)遠程運營中心。該遠程運營中心將借助MindSphere對華潤電力19臺機組進行集成和聯(lián)網(wǎng)，以提高機群透明度，從而進行資產(chǎn)診斷和運營優(yōu)化，幫助提高電廠的運營效益。Tim Holt表示：“本次遠程運營中心項目是西門子數(shù)字化電廠解決方案的標桿。通過對電廠發(fā)電機組相關數(shù)據(jù)進行數(shù)字化接入、集成及分析，西門子將為電廠提供有助于改善性能、提高可靠性和可用性的分析和建議。”

只有做到及時預防和積極響應才能達到“智慧”的目標

Tim Holt表示：“西門子在提供數(shù)字化服務還是處于初創(chuàng)階段，其數(shù)字化業(yè)務組合主要分為三個部分，第一部分為提升性能，比如在用電高峰時段利用軟件滿足用電需求，實現(xiàn)超額發(fā)電;第二部分是滿足合規(guī)要求，例如開發(fā)控制氮氧化物排放量的應用;第三部分為風險管理，即利用相關軟件對設備進行早期預防與維修，預防機組非計劃性停機。”

在德國，西門子正在推出“電廠4.0”，即全自動無人值守電廠。Tim Holt介紹：“電廠4.0實現(xiàn)了在電廠總部安排專人對電廠進行遠程控制的目標。西門子還將進一步研發(fā)以無人機和攝像頭替代人員對電廠進行每日巡檢以達到無人值守的目標。同時，它可以預先診斷出哪些零件可能發(fā)生故障，甚至在早期預警時就能自己下單備件，并安排維修活動和日程。未來，它還會在有遠程專家的支持下減少現(xiàn)場助手的人員數(shù)量。”

Tim Holt表示：“現(xiàn)在大多數(shù)電廠都有自己原本的控制系統(tǒng)，但是這些系統(tǒng)只存在于收集數(shù)據(jù)而不是智慧地使用數(shù)據(jù)。數(shù)字化電廠要做到‘智慧’的層面不只要有大量的數(shù)據(jù)，更要通過數(shù)據(jù)分析讓電廠人員了解機組的運行狀態(tài)，做到提前預防并積極響應。只有在碰到問題之前或之時快速地解決問題才是數(shù)字化電廠的意義所在。德國4.0電廠的最終目標也就是實現(xiàn)自預防、自響應的高度智慧標桿。”