據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2020年全年中國(guó)累計(jì)發(fā)電量達(dá)到了74170.4億千瓦時(shí)，其中火力發(fā)電量達(dá)52798.7億千瓦時(shí)。我國(guó)的能源資源稟賦和能源格局使得火力發(fā)電依然占據(jù)主導(dǎo)地位，隨著“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略的進(jìn)一步推行，清潔高效的火力發(fā)電將是我國(guó)雙碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要抓手。達(dá)觀數(shù)據(jù)的知識(shí)圖譜平臺(tái)能為火力發(fā)電行業(yè)的知識(shí)管理、高效發(fā)電和清潔生產(chǎn)等過(guò)程提供智能化的服務(wù)。
火力發(fā)電是指利用可燃物燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能來(lái)加熱水，使水變成高溫、高壓水蒸氣，然后再由水蒸氣推動(dòng)發(fā)電機(jī)來(lái)發(fā)電的方式。本文中以燃煤火力發(fā)電為例，設(shè)備系統(tǒng)包括：燃燒系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等。其中包含鍋爐、各類(lèi)泵、凝汽器、水冷壁及管道系統(tǒng)、汽輪發(fā)電機(jī)、主變壓器、配電設(shè)備等組、鍋爐及其輔機(jī)系統(tǒng)、汽輪機(jī)及其輔機(jī)系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)及電工設(shè)備等主要設(shè)備。
圖1 復(fù)雜的火力發(fā)電系統(tǒng)
從上述簡(jiǎn)單的系統(tǒng)介紹中可以了解到，火力發(fā)電系統(tǒng)是一個(gè)涵蓋了眾多專(zhuān)業(yè)設(shè)備和相關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)知識(shí)的系統(tǒng)，要建設(shè)運(yùn)維一個(gè)清潔高效的火力發(fā)電廠需要綜合很多的專(zhuān)業(yè)能力。合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案是保證電廠高效運(yùn)行的前提，而設(shè)計(jì)階段會(huì)涉及到熱工、電力、自控、建筑等眾多的專(zhuān)業(yè)，這要求設(shè)計(jì)工程師具備足夠的專(zhuān)業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備和豐富的工程經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于運(yùn)維工程師而言，保障系統(tǒng)安全無(wú)故障的運(yùn)行是他們工作的重中之重，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，需要快速定位故障位置，分析故障原因并找到有效的解決措施。
電廠從項(xiàng)目立項(xiàng)開(kāi)始就會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)：
項(xiàng)目設(shè)計(jì)建設(shè)階段會(huì)有初步設(shè)計(jì)文件，施工圖設(shè)計(jì)文件，設(shè)備招投標(biāo)文件等；
而在運(yùn)行階段，各個(gè)系統(tǒng)設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，記錄生產(chǎn)過(guò)程的運(yùn)行日志及工作票數(shù)據(jù)；
同時(shí)會(huì)有大量的設(shè)備數(shù)據(jù)，如產(chǎn)品手冊(cè)、設(shè)備安裝手冊(cè)等文件。
這些數(shù)據(jù)大多以電子文檔、紙質(zhì)資料或圖片等多種形式存儲(chǔ)，通常缺乏對(duì)數(shù)據(jù)的深入分析挖掘，無(wú)法發(fā)揮應(yīng)有的價(jià)值。達(dá)觀的知識(shí)圖譜平臺(tái)基于成熟的NLP技術(shù)、圖計(jì)算、知識(shí)表示學(xué)習(xí)等手段，可從大量的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)中抽取出其中的實(shí)體關(guān)系屬性等信息，構(gòu)建電廠的知識(shí)圖譜，然后基于知識(shí)圖譜的知識(shí)挖掘、知識(shí)推理，可以更好的積淀火電領(lǐng)域知識(shí)和行業(yè)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)，形成火電領(lǐng)域的專(zhuān)家系統(tǒng)，真正做到知識(shí)挖掘、知識(shí)的沉淀、高效的復(fù)用和知識(shí)創(chuàng)新。
圖2 達(dá)觀知識(shí)圖譜平臺(tái)
淺析火力發(fā)電行業(yè)知識(shí)圖譜的幾個(gè)典型應(yīng)用場(chǎng)景。
電廠每年會(huì)停機(jī)檢修，工程師需在檢修周期內(nèi)完整地排查所有系統(tǒng)設(shè)備，對(duì)出現(xiàn)故障或需要維護(hù)的設(shè)備要及時(shí)處理，每次大修過(guò)程都是時(shí)間緊、任務(wù)重。維修的處理數(shù)據(jù)記錄在運(yùn)行日志和工作票中，但這些數(shù)據(jù)大多會(huì)被保存而并未形成知識(shí)復(fù)用。而通過(guò)從以往的運(yùn)行日志和工作票或其他故障工單等文件中抽取出故障發(fā)生及處理過(guò)程的詳細(xì)信息，構(gòu)建涵蓋設(shè)備、部件、部位、缺陷、故障、描述、原因、解決方案等信息在內(nèi)的知識(shí)圖譜中，基于知識(shí)圖譜的故障分析有效利用歷史數(shù)據(jù)中的經(jīng)驗(yàn)，減少故障分析過(guò)程中的彎路，幫助工程師快速精準(zhǔn)定位故障部位、原因以及尋求處理方案，大大提升工程師的工作效率。
將涉及到電廠的各類(lèi)專(zhuān)業(yè)知識(shí)構(gòu)建到知識(shí)圖譜中，打通各個(gè)跨領(lǐng)域?qū)I(yè)知識(shí)之間的壁壘，同時(shí)結(jié)合相關(guān)的設(shè)備信息如設(shè)備技術(shù)資料、安裝資料，原材料信息及管理過(guò)程的相關(guān)數(shù)據(jù)，真正實(shí)現(xiàn)知識(shí)和知識(shí)，知識(shí)和人之間全方位的關(guān)聯(lián)。知識(shí)圖譜平臺(tái)可以提供智能的檢索問(wèn)答服務(wù)，利用口語(yǔ)化提問(wèn)的方式檢索內(nèi)容，利用先進(jìn)的自然語(yǔ)言技術(shù)智能理解并識(shí)別用戶(hù)意圖，匹配的知識(shí)路徑，查詢(xún)與問(wèn)題相關(guān)的概念與實(shí)體，然后精準(zhǔn)的找到問(wèn)題的答案并以多樣化的形式呈現(xiàn)，如圖譜知識(shí)小卡片功能，可幫助工程師快速查看系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備的詳細(xì)信息。
圖4 圖譜知識(shí)平臺(tái)知識(shí)小卡片
電廠的運(yùn)行會(huì)涉及到大量設(shè)備和原材料的采購(gòu)工作，其中很多關(guān)鍵設(shè)備是進(jìn)口產(chǎn)品，部分進(jìn)口產(chǎn)品的進(jìn)口周期比較長(zhǎng)，如果不做好產(chǎn)品及配件的管理工作，很有可能對(duì)生產(chǎn)過(guò)程效率造成影響。圍繞物資供應(yīng)鏈典型業(yè)務(wù)場(chǎng)景，構(gòu)建涵蓋產(chǎn)品庫(kù)存、成本、供應(yīng)商等信息的BOM 圖譜，同時(shí)關(guān)聯(lián)企業(yè)基本信息、股權(quán)關(guān)聯(lián)關(guān)系、政府失信、法律訴訟、投標(biāo)行為等數(shù)據(jù)。為供應(yīng)鏈管理過(guò)程提供成本分析、物料替代分析、庫(kù)存調(diào)度、庫(kù)存預(yù)測(cè)、庫(kù)存不足預(yù)警等各種輔助決策，同時(shí)對(duì)供應(yīng)商資質(zhì)規(guī)模、履約能力、服務(wù)行為的自動(dòng)評(píng)價(jià)及標(biāo)簽化，為招標(biāo)采購(gòu)、差異化監(jiān)控、供應(yīng)鏈金融等各類(lèi)應(yīng)用提供支撐。
