什么是人工智能辅助电厂运行管理？

执行摘要

受到可再生能源整合、分布式能源资源和不断增加的运行数据的影响，发电系统变得越来越复杂。 人工智能辅助运行管理是指在控制环境中使用人工智能来帮助操作员更快速地作出决策、改进故障排查并更轻松地获取系统知识；它不会取代确定性控制。

 

什么是人工智能辅助运行管理？

人工智能辅助运行管理是指在工业控制环境中运用人工智能，为人类操作员监测、诊断和管理复杂系统提供支持。

与执行预定义控制逻辑的传统自动化不同，人工智能辅助系统可：

• 实时分析大量运行数据
• 提供情境化洞察和建议
• 实现与系统知识的自然交互
• 帮助操作员更快速、更明智地作出决策

重要的是，在这种情况下，人工智能并不会直接控制过程。 相反，它充当决策支持层，在增强操作员专业技能的同时，保留系统的确定性控制基础。

 

为什么电力系统运行管理变得越来越复杂

现代电力系统不再以稳定、集中式发电为特征。 相反，操作员必须管理：

• 间歇性可再生能源（太阳能、风能）
• 分布式能源资源（DER）
• 快速变化的负载需求
• 不断增加的运行和性能数据量

这一转变带来了新的挑战：

• 可变性和不确定性提高
• 在更短的时间内解读更多信息
• 更加依赖制度性知识和系统上下文

因此，操作员需要在日益变化的环境中快速响应问题。 这对人类决策和控制系统可用性提出了更高的要求。

人工智能如何为控制系统中的操作员提供支持

人工智能为提升运行性能，将重点关注三个关键领域：

1. 获取系统知识

控制系统包含大量信息，包括：

• 工程文档
• 历史数据
• 组态详情
• 维护记录

人工智能系统可检索并呈现通过 Ovation 生态系统和互联数据服务获取的相关运行信息、工程知识和历史上下文，以便于：

• 快速查找相关数据
• 理解系统上下文
• 缩短跨来源搜索所花费的时间

2. 异常检测和系统洞察

人工智能模型可以持续分析系统行为并识别：

• 性能偏差
• 设备异常
• 新出现的故障工况

人工智能不仅仅依赖基于阈值的报警，还支持：

• 情境化警报
• 跨数据集的模式识别
• 及早发现潜在问题

3. 情境化指导和建议

人工智能辅助系统可以通过以下方式引导操作员应对复杂场景：

• 提示可能的根本原因
• 提出纠正措施建议
• 提供分步故障排除支持

这既减轻了认知负担，也有助于确保一致的响应，在高压情况下尤为重要。

 

工业控制系统中的虚拟顾问是什么？

在发电和过程工业中，虚拟顾问与分布式控制系统（DCS）和自动化平台一同部署，提供人工智能驱动的运行辅助。

虚拟顾问是一种由人工智能驱动的数字助手，可与工业控制系统协同工作，提供情境化运行指导和见解。

艾默生的 Ovation Virtual Advisor 等解决方案正是应用了这一概念，提供人工智能驱动的洞察、诊断和指导，为操作员的工作流和决策提供支持。

主要特性包括：

• 情境化感知
  利用工厂特定数据、系统组态和运行历史记录进行操作

• 互动
  允许用户使用自然语言提问并检索相关答案

• 持续改进
  利用工厂特定数据、运行上下文和用户交互来提供相关性越来越高的响应和指导

• 与运行工作流相集成
  可作为现有运行工作流的一部分进行访问，使用户无需离开其主要工作环境即可获得信息、诊断和指导。

虚拟顾问是原始系统数据与可执行洞察之间的桥梁，帮助操作员更高效地将信息转化为决策，并为更先进的、工作流驱动的人工智能功能奠定基础。

基于这些功能，艾默生将通过 Ovation 人工智能体 在 Ovation 自动化平台内拓展人工智能辅助运行管理。Ovation 人工智能体是一款以任务为导向的数字助手，旨在为特定的运行工作流提供支持。 这些智能体运用实时数据、分析和嵌入式过程知识，帮助监测工况、诊断问题并在启停序列、报警管理、控制回路性能、异常检测和维护计划等各个领域指导操作员采取行动。 

这一演变反映了一种更具能动性的方法，其中人工智能不仅提供洞察，更通过帮助组织提高一致性、减轻操作员负担并使运行管理专业知识规模化落地，来保障结构化的情境感知行动，同时保持全面的人工监督。

人工智能不会取代自动化。 相反，它通过提供有关系统行为的额外上下文和智能来强化自动化。

人工智能在控制系统架构中的应用 

工业控制系统中的人工智能通常作为与核心控制系统并列的一层进行部署，而不是部署在控制回路内部。 

关键架构原则： 

• 确定性控制保持完整
  核心控制逻辑继续以可预测且可靠的方式运行
  
  
• 人工智能在支持层运行
  处理数据、生成洞察，并在现代化分布式控制系统和平台（如艾默生的 Ovation™ 自动化平台）中与操作员交互
  
  
• 本地部署确保安全和性能
  人工智能解决方案通常部署在本地或安全环境中，用于：
  
  * 保护敏感的运行数据
  * 确保低延迟
  * 满足网络安全要求
  
  
• 集成的用户体验
  人工智能功能可通过 Ovation 人工智能应用程序和体验获得，这些应用程序和体验可以补足现有的控制系统工作流，同时尽可能减少对操作员的干扰。

实例：人工智能驱动的操作助手

人工智能辅助运行管理已经在现代化控制系统中得到实施，可提高操作员的工作效率。

例如，集成式人工智能解决方案可以：

• 提供对工厂文档和系统知识的即时访问
• 跨控制器和工作站检测异常
• 根据历史性能记录和成熟实践提出行动建议
• 帮助操作员更快、更有信心地排查问题

这些功能使操作员能够管理日益增加的系统复杂性，同时保持安全、可靠的性能。

 

目前人工智能辅助运行管理的重要性体现在哪些方面

能源体系正在加速向更具动态性和分散性转型。 随着复杂性的增加，快速解读数据和作出明智决策的能力变得至关重要。

人工智能辅助运行管理可帮助组织：

• 提升运营效率
• 缩短诊断时间
• 以专家级见解为经验不足的操作员提供支持
• 在更复杂的环境中保持可靠性

人工智能并非取代人类的专业知识，而是确保专业知识可实时获取、规模化落地，并转化为可执行的行动。

 

了解更多关于 Ovation 人工智能功能和应用的信息

• 探索艾默生的 Ovation 人工智能应用如何改善发电和给排水运营中的性能和决策。 

• 了解艾默生的 Ovation Virtual Advisor 如何将值得信赖的工业人工智能引入操作员工作流，并帮助操作员实时获取系统知识、诊断问题并自信地采取行动。

• 了解艾默生的 Ovation 人工智能体如何通过引导特定工作流（例如报警管理、启动序列和预测性维护）来拓展人工智能辅助运行管理。