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“能源管理+预测性维护+AI节能”三位一体 联想发布工业智慧节能方案

www.cechina.cn2022.08.05阅读 1426

  在碳达峰、碳中和背景下,作为“碳排放大户”的工业制造行业,如何将高质量发展与节能降碳目标有机融合,已经成为社会和行业普遍关注的热点议题。
  据有关统计,我国一次能源强度约为世界平均水平的1.5倍,是欧盟、美国、日本等发达国家或地区的2~3倍,我国的能源利用效率还有待提升。
  那么,如何推进工业企业节能降碳?7月29日,联想举办“技术创新——实现智慧节能降碳新路径”第21期擎智媒体沙龙,首度公布了“能源管理+设备预测性维护+AI节能” 三位一体工业领域智慧节能解决方案,为工业企业节能降碳”解锁”节能降碳新模式。
  三位一体解决方案引领“工业智慧节能”时代
  制造业要实现“双碳“目标,一是要提高可再生能源的利用率,二是要提高末端能源的利用率。而这其中最关键和有效的是工业企业通过技术手段进一步节能降耗,提高能源的利用率。
  据联想数据智能业务集团应用产品研发总监孔飞介绍,虽然智能化技术已经广泛应用,但当前中国企业节能降碳依然较多存在靠人工、凭经验、无数据可依等难点控制工程网版权所有,导致缺少精细的能源调度、甚至建起来的冷机群控系统只能被部分利用或“荒废”。
  此次联想发布的工业智慧节能解决方案就是帮助终端用户最大程度提高能源的利用率,相比其他节能方案,该方案最大的特点是采用了“能源管理+设备预测性维护+AI节能” 三位一体的能效提升架构和解决方案,可以做到在传统控制系统之上,通过“AI大脑”的加持,保障能源系统高效运行。

联想数据智能业务集团应用产品研发总监孔飞

  孔飞表示,联想目前已经拥有贯穿设备层、边缘层、平台层和应用层的齐全的软硬件产品,可以帮助企业实现端到端全链条节能降碳。在设备层,联想有自研的IoT接入设备,可以将空压机、制冷机、锅炉等设备接入网络。在边缘层,联想有自己的边缘计算硬件,可以实现设备在离线或者本地服务器进行实时计算,在节能的同时又能监测设备运行状态。在PaaS平台层,拥有自己的IoT、大数据和AI平台等三大底座,从现场设备采集的数据可以通过大数据平台做分析和拟合,然后通过AI算法进行建模和训练,最后下发到边缘层进行执行。
  而在应用层,不仅有能源数据监视系统,可以清晰直观的可视化整个工厂的能效情况,还有可以对电能、燃气、压缩空气等不同类型能源进行预测的能耗预测系统www.cechina.cn,将能耗和排产结合在一起,既达到排产计划要求,又能实现能耗最优的要求。另外,能源决策分析和能源执行系统可以通过算法实现能源策略,将能源策略下发到各个控制器实现一个整体的闭环控制。
  三大“法宝”实现设备运行能效最佳化
  随着数字化时代的到来,数字技术正在与千行百业深度融合。“指数气候行动路线图”数据显示,数字技术在能源、制造业、农业、建筑、交通等领域的解决方案,可以帮助全球减少15%的碳排放,是实现碳减排的关键技术因素。
  那联想此次发布的智慧节能解决方案,从技术实现上来看,究竟是如何实现节能减碳的呢?孔飞对此介绍说,联想的方案是通过采集设备的实时状态数据、历史数据、分析数据,与设备运行机理结合,优化其运行效率实现节能,这其中有三大“法宝”。
  第一是负荷预测。通过对用能负荷数据的特性分析,以及与其关联的数据进行统计、预测。包括通过大数据手段去收集各个行业的市场波动情况、排产计划,甚至天气情况、节假日情况等。通过逐时的负荷预测后,分析判断出未来负荷的比较精准变化趋势。
  第二是设备特性曲线学习。通过对设备的输入、输出参数,以及机组的特性参数进行在线建模,找出机组最佳负荷点以及低效负荷点。这里的核心是不仅仅通过AI算法来找到最优解CONTROL ENGINEERING China版权所有,而是将AI算法和专家经验相结合,将AI算法在专家经验基础上再次寻优,找到更优的解,最后实现总体系统的能效最佳策略。
  第三是运行优化。结合负荷预测数据和主机设备的运行曲线,通过寻优算法给出最佳的运行方式建议或运行方式控制指令,实现节能控制。
  孔飞表示,相比传统的节能改造方案,基于AI算法的智慧节能方案具有明显的优势。采用传统节能设备改造服务投入大,工期长,设备节能潜力未能充分挖掘,而智慧节能方案充分利用数据、算法和机理知识,以电脑代替人脑,让旧机器迸发新生命力。另外,以前的节能改造往往是一次性交付,缺少维护,或者维护成本过高,往往是“第一年好用,第二年能用,第三年不用”,而智慧节能方案以大数据平台和AI平台为支撑,算法持续迭代更新,服务持续保证。
  智慧节能方案打造工业节能“新标杆”
  目前,联想智慧节能解决方案已经在3C、汽车、日化等先进离散制造业的空压机、制冷机、工业锅炉等公用设备,以及公建楼宇得到实际应用。据孔飞介绍,智慧节能解决方案整体系统的投资回报期大约是2-3年CONTROL ENGINEERING China版权所有,所以对于大部分工业企业来说属于投入小、回报大,而且由于对现场原有设备改动非常小,实施周期比较短,一般情况下1-2个月就可以完成实施。
  比如在某电力央企总部大厦节能改造中,联想提供了包括设备管理、能源计量、能效监控、能源统计等一体化智慧节能解决方案,闭环控制优化降低换热站、空调、照明、末端用电的综合能耗,通过打造自适应的环境实现能耗与办公的有效平衡,综合节能收益达到15%左右,每年减少100吨二氧化碳排放。
  而在某日化企业的能源系统优化改造中www.cechina.cn,联想通过冷却塔联通、制冷主机联通、冷却循环风场优化等系统技改,综合能效提高了7%-13%。同时对高耗能泵组做了变频控制优化,实现能源系统泵组电耗降低了7%。最后通过尖峰平谷电价的精确交互和动态调节的用电策略,设备电费降低了10%。最终全厂年节省用电约60万度,年均综合用能成本同比下降25%,每年可间接减少二氧化碳排放1440吨。
  展望未来,随着国家“双碳”政策驱动,工业企业的节能降碳将从过去的“选做题”成为了一道“必答题”。我们看到,凭借自身对制造业等工业机理的深刻洞察和理解,基于“端-边-云-网-智”战略布局和内生外化的技术能力,联想已在工业节能降碳领域摸索出一条低碳发展路子,那就是此次发布的 “能源管理+预测性维护+AI节能”三位一体的工业智慧节能方案。我们也有理由相信,联想凭此极具特色的解决方案必将在未来帮助更多工业企业实现低碳发展,成为低碳发展、智能化发展的“新标杆”。

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