解析DSMC|杭州汽轮新能源辛小鹏：基于燃机与新能源耦合的杭汽综合智慧能源系统解决方案
2024-06-24
各位嘉宾、朋友：
大家好！我来自杭州汽轮新能源有限公司，特别感谢组委会邀请我来跟大家一起分享一下我们的方案。为什么特别感谢呢？因为我们的公司名字大家看了一下，我们叫汽轮+新能源，汽轮机就是典型的传统能源装备，制造行业智能制造我们在做，另外一块新能源就是现在正在转型，今天我们主题就是两个双轮驱动：
1.智能制造。
2.绿色能源。
双碳趋势下的数智新能源
我们要基于传统汽轮机装备智能制造和现在的数字能源，新能源把它耦合在一起，这样的解决方案。所以希望与大家一起分享探讨一下。
目前数字化、智能化，在座我了解一下做数字底座层级、智能化、信息化专家蛮多的，但是用户最关心的是如何通过智能化产生效益呢？
现在整个大环境趋势，说是要双轮驱动，包括杭州市刚刚发布了叫“人工智能+”行动，杭州总结了一下前面20年发展是靠什么呢？靠的是商业互联网，杭州市政府对未来20年，在座肯定也有很多杭州的，应该看到未来20年杭州靠什么发展呢？目前定位是“人工智能+”，但是“+”什么内容？“+千行百业”。
现在两个典型行业“+智能制造”和“+新能源”，智慧能源，这是杭州20年，对于国家未来三四十年双碳问题，但是近期比如说2030年要实现碳达峰问题，可能就是五六年，上午嘉宾提到现在新能源是光储预计2025年装机量达到12亿千瓦，会提前完成任务，到2030年12亿千瓦，但是要达峰远远有很大压力，从碳排放、能耗强度上。
因为能耗总量大家知道，一直在增长的，净值也在发展，但是不会达峰以后马上下降，达峰是有动态波动过程，波动过程中怎么实现控制，这样一个大行业背景，整个传统能源比如说化石能源，电厂目前面临就是要做到标杆能效，流程行业里面要做到极致能效，这些能效都从节碳方面。
另一方面对于新能源波动性来说，传统能源要做到大规模灵活性改造，怎么实现灵活性改造，国家都有一些策略要实现，比如说要从源网荷储全系统、全环节综合智慧能源方案，这里综合智慧能源大家理解了比如说智能制造，制造里面比较多的就是在负荷侧，工厂里面要用能，用能怎么保障，用什么能源，一般工厂里面估计现在都装了光伏，光伏的波动性跟你生产怎么耦合在一起，这就是一个要解决的问题。
我们也在做这样一些探索，当然做光伏储能开发项目，做燃机汽机传统能源等等怎么把它耦合在一起实现高效利用。
以知识+数据解决用户高效用能痛点
我们要解决用户的痛点，要提高能源的使用效率，怎么解决？传统就是一般数字化、智能化肯定要加上，还有要加的内容就是专业知识，这里比较难的比如说我们汽轮机或者燃汽轮机工作原理，专家知识怎么运用起来，你的能源可以改变用户用能习惯，整个设备的效率怎么提升呢？我们是通过六个维度：
专家知识+工业大数据+模型算法，我们做顶层开发，从集成系统化、工程金融化和服务智能化做一些探索，跟大家分享一下。
杭汽1+X-C综合智慧能源解决方案
我们大的解决方案叫“1+X-C”“1”大家比较清楚就是智慧能源平台，这个平台基于类似的数字和底座，我们优势在哪里？在左下侧我们是一个能源装备制造商，能源制造商里面有汽机、发电机、燃汽轮机包括我们服务。
另一块我们要面向，我们自身也要去制造生产，我们要实现“服务型制造+新能源转型”，最终面向场景和应用端在哪里？就是智慧园区工厂和流程工艺，能实现一个叫零碳或者低碳的解决方案。
要实现这个“1”，“1”就是我们平台，平台总体架构在座都比较专业，就是跟典型的架构一样，我们是做哪个呢？我们做底层有设备、能源转化设备，从设备采集数据，数据处理、数字展现、中间的一些模型算法，模型算法除了专家数据机器学习算法还有另外一块比较关键就是我们专业机理建模算法，顶层最关心我们面向应用端应用层开发，我们面向直接用户，用户大家很清楚，它有各种各样定制化需求，卖一个设备相对于比较清晰的，但是用户用能场景很多，要做一个从数字化的设计包括智能化的运维全场景的围绕我们设备和能源流解决方案。
我们平台难点在哪里？或者一般的互联网架构它是不太好做的地方在哪里？或者目前市面上没有一个比较成熟、完整的方案，上午也有很多做底层架构方案，但是我们区别点在哪里呢？我们把能源流数据用上来以后有两个底座：
1.数据底座。数据底座可能很好理解，你基于这些数据加上机器学习算法实现它的预测，关键是它的预测、发电负荷、用能负荷情况。
2.专业特殊之处机理底座。我机理给它燃料、给它输入电，这些能源是怎么转化的，多种能源流包括用能怎么实现的，刺激到这种机理的流体力学、热力学传统的物理知识，所以我很关心传统物理知识里面上午提到的智能体、智能建模能不能实现，我们有大量专业知识把我们设备专业知识形成知识图谱，知识图谱里能快速通过机理预测它的性能，让大家知道数据建模你在预测结果准确性，包括拟合泛化或者过拟合，有可能会产生各种不确定性因素。尤其在能源装备厂商来说的话，大家更关心的是你用能的安全，比如说你用能、制造的时候突然断电或者突然不稳定、波动跳机，对生产工艺流程损失巨大，所以一定要安全。
数据建模存在机器学习不确定性，就是黑盒模型，我们通过机理模型实现白盒模型修正，但是机理模型太复杂了，在座有做仿真的三维，全三维流程仿真计算时间成本是非常高的，可能要花几天才能算一个工况，完全是满足不了我们实时的监控，大家提到数字孪生，数字孪生也有很重要一点就是实时性，当然实时性前提下一定要准确，你只有准确了才能做下一步预测、决策分析这块。
这两块怎么用在一起呢？我们要建立一个混合模型，现在也有各种混合模型，混合模型里面有存在的一个串联、并联，你怎么实现它，这是我们关键点。所以我们要做的东西是应用顶层开发，但是我们也找一些合作伙伴，能够给我们提供更多的从底层低代码开发的一些工具，我们能快速地去实现建模，最核心的数据建模、机理建模和混合建模。
我们典型的应用场景，比如说燃汽轮机热电厂，热电厂智慧运维系统我们的设备燃汽轮机大家不知道清不清楚，在座各位可能有很多人是坐飞机过来的，我们燃汽轮机就是飞机发动机放在地面上用来发电，或者军舰上动力输出的设备，这样一台设备大概一台一个亿，这一个亿的设备用户要用它的话，设备用发电，工业园区里面热电联动，每年运维成本1000万元，如何运维得更好，这个场景里面你如果提效提得比较好的话，你的运维成本会大大下降，大家也知道信息化或者数字化、智能化投入，比如说一两年就能够有收益，用户很乐意投的。
经济性要测算回来，性能监盘还有故障预警、诊断包括运行优化都基于我们混合数据建模情况下做的比较能产生价值的系统，这样子。
工商业综合能源智能运维
工商业综合智慧能源系统，这样从工厂层级，除了一个设备我们燃汽轮机，燃汽轮机发出来的电你还要去给它供热、供蒸汽，包括供冷、供热，大家可能在座也有一些制冷空调、热泵系统，包括光伏、储电耦合在一起的系统。我们工厂里面系统解决方案，工厂里面我们设计现在是8种能源流，比一般冷热电三种能源流更复杂一点，还有蒸汽、天然气、压缩空气，综合能源流里面+光伏+光储充实现全面综合解决方案，零碳工厂、低碳工厂。
能源流里面要实现TG利用，包括多能互补相互转化，最终这些能源转化、能源流有大量数据，能源流数据是怎么实现的呢？它是通过核心的设备来转化，通过设备上传感器获取的。
负荷匹配情况
比如说厂区的，这里面有各种各样的设备，大家了解到可能比如说热泵，不同的车间里面的冷热、储热包括汽轮机发电，这样的场景下怎么实现负荷综合匹配。
节能优化，这里就是新能源包括多能互补情况下，我什么时候跟光伏包括储电优化运行各种算法，核心点，所以要把它实现出来还是要有一些核心技术。
光储综合能源管理和控制系统
光储综合能源相对简单一点，因为它基本上是基于电流为主，我们是八种能源流里面一种，电流怎么实现光伏和储电，你的设备里面效率监测包括你的充放电策略问题。
综合智慧零碳工厂
智慧工厂，实现通过“1”平台实现我们逐步原来我们也有天然气消耗，绿电，屋顶做了光伏还有光储充实现从碳排放13000吨逐步降到零，实现零碳园区的场景。
为客户提供 汽轮机与燃气轮机一站式本土化服务
再介绍一下我们单位，为什么我们要做这个事情？我们属于是国内唯一的量身定做工业汽轮机厂商，目前有8台汽轮机在外面，燃汽轮机70多台，这么多台设备在外面运行（能源转化设备），如何实现能源转化设备从设备我们叫服务型设备转型，当然我们也有国家工作站。
领导关怀
另外我们单位其实不知道在座有没有去过的，我们很多国家领导都去过我们单位，比如说习主席、江主席、胡主席都去过，江主席去我们单位做过三次调研，所以我们单位在国家工业领域的重要性不言而喻，为什么国家领导人去三次考察工业心脏的问题、能源转化设备的问题。
杭汽新能源公司概况
我们汽轮新能源公司，我们集团公司做核心设备，比如说汽机、燃机设备制造，汽轮新能源公司立足这些设备做系统解决方案，给用户在一个总体的用能基础上做解决方案，核心有自己的设备，也有其他的，光伏储电我们自己不做但是会集成在里面去，包括热泵、储热包括各种各样的能源转化设备，去实现我们综合智慧能源这样一个转型。
杭汽新能源工程项目业绩
我们现在也有很多业绩，就是燃汽轮机包括新能源，国内分布现在也蛮多了，我们燃汽轮机典型应用场景给大家再介绍一下，比如说工业园区里面，这个工业园区它里面要供电、供蒸汽，我们燃汽轮机设备除了可以烧天然气，还可以烧氢气，比如说目前可以掺30%氢气，氢气跟新能源怎么耦合？氢成本比较高，新能源、光伏制氢，氢再这样用，单纯新能源制氢路线目前经济性、示范性可以，2030年之后如果氢有大量余量情况下经济性可行的，目前暂时经济性还是不太好。
氢能应用—氢燃机
但是另一个场景流程工业里面，比如说舟山石化，石油化工基地里面要大量用能，但是流程里面又存在大量负荷氢尾气，比如说氢含量20%-30%，总体利用情况就是比较好的，经济性也比较好，可能几年就会回本，虽然投入几个亿，比如说5个亿投入可能两年就会回本，有些情况下不一定2年，就提前回本了，经济效益也比较好，这样的情况下整个能源综合利用情况包括同时能实现绿色低碳情况，就是比较好的一块。
基于燃机、汽机+新能源耦合的综合智慧能源系统+智能制造
总结一下，我们这边是基于燃机、汽机这是我们主业，加上新能源耦合综合智慧能源系统，我们综合智慧能源系统是智慧能源+智能制造，这里智能制造有两个含义：
1.工厂里面的生产过程，比如说设备生产过程里面要实现智能制造，跟智慧能源耦合在一起。
2.实际我们设备用户那里荷侧实现智能制造，这里制造就是制造能源，我们发电过程也是制造能源的过程，在用户侧实现智能制造，智能制造+智慧能源的耦合，相当于你制造过程中用能情况，你怎样最优化，现在用能节能降耗包括节能降碳，实现绿色低碳，零碳的场景，也是面向国家的更长期规划，可能3060这样的场景。
这个场景比较大了，要用到的东西也比较多，除了设备包括控制的、物联网、传感器，所以很多场景系统比较大，也需要各个供应链包括各个伙伴的支持，所以我们面向客户，以客户为中心，以客户需求为导向，所以做这样的事情。目前国内也有一些做这些事情的，但是要把它做得比较好其实有挑战的，所以也希望在座各位嘉宾，如果这方面有专业或者是对“人工智能+”或者智慧能源、智能制造做得比较有一些想法和观点的，可以欢迎来我们单位一起进一步交流活动。
我们单位在杭州这边，非常感谢大家！谢谢！
