“基建调试存在较大的优化空间，希望把智能辅助、智能巡游的技术引进到电厂的建设中去，通过设计和规划以及实施这种面向自治对象的APS系统，旨在达到两个目的：第一，提升电站APS的多样性和灵活性，最终达到实用性的提高。第二，通过人机的融合，把智能的元素引入到电站的基建和生产过程中。”国网浙江电科院丁宁在2018年智慧电厂论坛(第二期)【分论坛一：智慧运行与管理(含新能源)】分享《面向自治对象的APS2.0系统结构与设计方法》时提出。北极星电力网全程对会议进行直播，如需了解更多的会议直播，请联系微信号：13693626116
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APS我们哲理提到的应该是APS的一个很小的部分，因为APS包括了工程管理和一些设备采购，还有调试管理，我们这里提到只是控制技术的交流。APS我们认为很重要，很重要的原因在哪里呢?因为不仅仅它能提升机组运行的自动化程度，更关键的，贯穿了我们机组从冷、热等状态的启动、停运，以及延伸到我们机组运行的操作、巡检、监视和控制的全过程。一般我们理解，APS是机组从启动到停运，启动刚刚也说到有冷态启动、热态启动等等启动过程，从广义来理解，我们觉得APS状态应该是机组的A状态到机组的B状态。从冷态到DCS这路径应该是APS的最长路径，但是不是唯一路径。PPT展示的是APS的目标，不用多说了。
它的发展历程，从上世纪90年代开始，DCS引进以后，受限于我们控制设备和测量，APS仅仅在规划之中，2000年之后引进国外的APS控制逻辑，也逐渐实施了在珠海电厂到海南电厂逐渐形成了APS的引进和国产化。第三个阶段，近些年来，比较知名的是各研究院在海丰电厂等，都实施了APS的应用，逐步完成了结构和设计方法。
但是随着我们电力诉求的提升，浙江省为例，大概2005年—2017年的阶段，机组掉停非常频繁，有的节假日4台机组能停3台，随着我们近两年深度调峰的技术研究，这个现象又有所改变，掉停的机组又逐步偏少，机组能够调峰的范围又有所增加，加上多元化信息技术、通讯、控制技术等领域的发展和APS在传统电站应用优化的提升，APS应该赋予了更多的期待和使命，应该能满足机组正常切换状态下多样性与灵活性的需求。第二，他应当是人、机、物，物这里指的是昨天和今天的专家们都提到的物是指物联网，包括我们的智能巡检这些技术，包括智是指我们的智能控制、智能测量技术，是为APS为机组的智能化提供一个融入和切入点。
随着APS在各大发电集团、科研院所、高校开展研究，我们国网电科院也做了一些这方面的研究，比如我们在国华舟山的35万超临界机组上APS技术研究和桐乡燃气机组的研究，同时也做了不完全是APS，比如我们在泰州做的全程的负荷控制和自动转态，在乌沙山电厂的磨组全程自启停管理系统。APS确实有巨大的提升和优化空间。
关于APS我们提出一个思考，经常有电厂的同仁们给我们提出，APS功能好坏取决于我的辅机、阀门和测点的可靠性，这个问题应该这么看，首先像我们造血年，90年代在北仑电厂调试的时候，那个时候很多系统都是手动系统，包括我们测量都是模拟量，那个时候APS全局的实施只是一个畅想，随着新一代的设备制造技术和新建机组可靠性的提升，加上APS的新建机组和改造技术对测量选型上也有特殊的要求，加上自动化仪表逐渐深入到远端，这些技术的研究全局的APS已经具备了充足的条件，设备是很重要，并非是阻碍APS应用的决定性因素。
我们换句话说，假如设备可靠性足够高，APS的使用性会提升吗?功能是全面的，但是使用性不会提升，因为机组一年启动、停机各几次，一次、两次?半年前做过的逻辑，半年后假如没有调试人员在我运行还敢再调试一次吗?现有的APS实际上大多都基于了一个面向过程的控制方式，功能较为单一，也比较固定，对于较多的变工况的情况下其实没有办法适应，这就导致了最终我人、操作员来配合我们这个程序，为了实施我所谓的自动化，操作人员反过来配合我程序的实施，这样反而是提升了我的工作量。
我的智能化检测技术，智能化检测和控制技术在电站中逐步发展和应用，如何通过APS加入到我的控制中去。当我APS断点时，操作员需要检查的内容，可以通过我智能辅助发送到操作员巡检的终端上，我们通过三维定位为操作员选取最优的时间、最优的巡检路线，等等包括后面的图象识别技术，如何在APS的接口中进行应用，我们觉得都是需要考虑的问题。不知道什么时候APS被大家冠以了一键启动的概念，其实APS我觉得并不是不需要的，而是通过这些先进的技术与人结合起来，最终达到通过人把这个智能化的东西加载到我们的生产过程中去，从而实现我的自动化向智能化的发展。
分析现状，燃气轮机目前来看，它的APS包括我们自己在做的这些项目中也发现了燃气轮机由于它的燃气本体和机器本体受到我们参与程度不高、启动次数过多，运行的认可度还是比较高的，但是对燃煤机组，我们启动次数非常少、磨合时间少，我们单个的子功能面向过程的设计方式又比较单一，所以运行对整个操作的接受程度不高，最终导致我设计虽然是完整的，但是我实用率很低。
我们自己APS实现功能组的过程中遇到自己失败逐渐到研究的一个过程，我们机组是一台百万的超高临界机组，东锅对冲炉型，炉水循环泵，转态区间25%—30%，汽机旁路40%。为什么做这个呢?也是我启停过程中经常遇到机组超稳的状态。带汽机旁路转态和不带不带汽机旁路转态，这种操作非常复杂，但是汽机旁路没有开，为了避免汽机超温，当时采取一个办法，汽机旁路打开，这种超温非常简单，只要燃料量到一定位置以后，把旁路一收、给水一收，整个转态就转过来了，这样操作是比较简单的，但是经济性较差。我们针对这个情况，针对第一不带旁路的情况，为产品设计了一套转态方案。通过几次实验，我们在机组负荷25万的时候，通过操作员他们没有干预，最终通过煤量的增加、水量的变化实施转态了，而且多次实验成功。但是实现自动以后难道我的目标就达到了吗?其实并不是，我们为了去摆这个状态，实现我们所谓的自动控制，运行人员摆了大量的状态，我的负荷到25万，还不能低于25万，24万也不行，23万也不行，如果高了离转态很近了，所以这个运行做了大量的准备工作。第二点，我们这次转态是这样，下一次我的煤质变好变差了，怎么办?下一次我的磨煤机是两台运行不是三台运行怎么办，导致了我们转态的时候仅仅是所谓的假自动。这也是我们常用的APS可能会面临到的一些问题，我们在经过多次的技术讨论以后干脆一步到位，我们通过操作员设置预选方案，经济有优选、时间有优选，经济有选择就是不带旁路，时间优选带旁路转态，我们以启动系统为核心，通过控制我的自适应控制我的煤量增速给水，同时结合我的温度控制，最终负荷20万刚出头，最终也实现了我的职能转态，而且这种情况下得到了厂里面的经常使用，可以根据自己的需求选择哪种态方式，这种是具有广泛适应性的自治，我们觉得这样是一个过程。
由于人机融合程度较低，人是运行的主体，面向APS的设计，补丁式修改、不易拓展，APS缺乏智能方案有效的载体，因此我们一个新的想法、构思，就是我们之前提到的APS2.0的控制技术的表征就浮现睡眠，面向对象的框架，实施人机协作的理念，底层是实体化的自治基础为基础，上层实现全局的任务调度与调用，同时智能辅助对上下层有明确的加载方式。
第三个，我们就提到我们面向自治对象APS的架构和原理。这是我班门弄斧自己想的一块关于面向过程和面向对象的一个解释。简单的说，蔚主任说丁宁把话筒给我，这是一个对象，但是绝对不会说丁宁用右手把话筒递给我，这个时候我告诉他，我的右手不舒服，递不来，你只能自己来。其实本质是告诉我把话筒拿给他，拿左手递给他就OK了，就形成了对象自治的问题。同时关注我的速度是不是能加上去，油门是不是能加上去，至于挂几档我并不是太关注，因此我们对象的操作，在现场的操作员我们期望也让他有这种方式，他实际上操作的是这套系统，操作的是设备启停切换，我们需要设计这种系统，设计这种控制框架，来满足操作员的这种功能需求。
这种需求我们最早考虑到也是受到了DEH设计的，尤其是上汽的DEH控制方案，实际上是多个独立的自治系统构成的，围绕着系统和对象为中心，最终让操作员对个体阀门、个体执行机构的操作中解脱出来。
两层的分布式解构，这个是规划运营层，是它的路径，我们设计过程中主要设计了默认路线，就是我们常规的这些APS的启动路径，同时我们需要设计运行人员自定义的规划路径，并且可以运行人员手动调整的运行路径。比如说我现在着急启动，电网要求我设备赶紧起来，我有话过程当中我的风机系统同时可以起来，同时我们为上层的对象提供了路径的巡游规划，这个是智能的巡游的过程，就是时间最优和经济最优。下层我们自动的形成启停程序，常规的情况我们可以启停常规属性，包括我整个切换功能启停的授权、运行的设定等等。特殊属性，包括我整个系统的容错，通过这些软测量还有系统的容错，外部数据接口，包括我只能巡检的信息、可视化的信息、语义识别的信息，能输入到我的控制中。现在的过程中，我们期望并不是让系统自己形成闭环，而是通过运行人员形成人工闭环，当条件一旦具备，我们的技术和条件具备以后，再实现自动的闭环。给刚刚的架构加上时间结点，APS整个基本的框架。
这个系统中上面部分是我们整个运行的规划层，当然这里的路径也是默认路径，还有很多可以供运行去调整的路线。下面这些都是我们的自治对象，比如说凝结水系统，我们需要逐个的或者对重要的子系统进行自治系统规划。形成的框架，把它再抽象出来，就形成两层的分布式解构，规划层主要是来不知所操作对象的路径，下面任务对象层是完成自己的控制对象。
虚线左侧也设计出了把智能寻优和智能学习接入到我们规划运行的下层智能辅助这块，包括语义识别这些我们也都逐步在研究的这些智能电厂的建设之中，也引入到我们的对象任务层去。
对象任务最重要的就是我们的自治对象，什么是自治对象，我们有以下几个方面，原则上，以动力设备为中心，比如说我们的凝结水系统，一级预凝结水系统相关的阀门。
第二，如果这套以动力设备为中心的系统比较大，比如像风机系统，又有站、还有排烟风机等等动力设备，我们还会为他设计子对象。对于没有动力设备，比如我们本体输水或者我们减温水系统，我们可以以功能为中心设计他的自治系统。前提就是避免重复或者遗漏，对于自治对象的常规属性设置，设置了他启停的系统状态，外界智能的辅助系统，我们通过设计这样一个自治系统，优化我们的执行能力，并且把我们的机组对象化。这是我们动力解构较多的框架解构，是我们设计嵌套子控制的过程。
我们就是将原来系统的设计进行系统规划，将原本简单的系统进行模拟量控制和开关量控制的自治对象，自治对象的设计和仿真调试以及运行习惯由操作设备的单体，让操作员能够集中精力放在我们设备的监控和路径的规划上面，最终通过自治对象我们希望操作员能够得到的状态是，他关注的是过程、提出的是需求、面对的是对象、操作的是整个系统。
对于运行规划层，我们前面也提到了，是整个APS的神经中枢，指挥大脑的各个子对象完成功能，当然可以是单个功能组，也可以是多个功能组串联或者并列。目前我们像智能巡游部分，我们实际上无法在DCS中得到广泛应用，除了优化控制系统以外，一些智能巡游的部分目前还没有办法接入到我们的系统中，我们需要通过外部的辅助系统，辅助系统比如说我们会采取刚才说的时间最优、经济最优等等，当技术尚不明确的情况下，我们还是通过人工把我们控制的想法给闭环到我的系统里去。
我们期望营造人机协作的概念，通过人机协作的功能，实际上我们从现在过程到实现，昨天专家也提出了无人值守或者是少人值守的方式，实际上是要有过程的，这个过程就需要由人把智能化的东西、智能化的产品引入到我们的系统、引入到我们的巡检控制中去。
这个是我们提到了设计组态和调试的原则。这块实际上内容比较多、也比较杂，我们自己也没有完完全全的把它构思太明白，只是在做的过程中、在项目实施过程中不断的做，这里我们主要提两个问题，第一个，因为需要设计这种自治性质的对象，因此我们需要大量的对象设计过程，需要有SCS、MCS等原来的系统有交集，并且设计的对象是比较复杂的，从近几年来我们看，至少从2014年以后我们所经历过的至少有10台机组了，都是全厂的DCS，全厂的DCS就会有对数据库或者是组态逻辑对控制器造成了巨大压力，因此我们在组态和设计的原则上，组态中应该考虑系统容量。第二块，运行操作行为模式的导入，就像DCS一样，我从设计阶段结合运维的编制，让运营接受操作的习惯，在仿真和转化启动阶段，我们希望运行就是按照这种场景、这种模式去使用，这样会对我们后来的整套系统、整个APS的实施过程有巨大的推进作用。
我们智能巡游的加入和智能辅助的加入，这块是智能电厂的定义，火力发电厂智能化技术只是用一段。这块昨天刘总也说了，他有不同看法，我们关注的是APS2.0是在智能控制关键一个部位就是上接决策、下接我们执行机构，是一个关键环节，在于它能够启动接口，把我们智能技术引入。
我们定义中提到了，广泛采用，实际上是一个过程，我们提出APS2.0所展示的场景，正是迈出了这样一小步。这是我们一些测量技术，左侧这部分是我们在某百问机组上正在研发的炉内的在线测量，不是测的绝对浓度，而是相对浓度。第二是我们入炉煤质的检测，通过燃烧采集不同煤种多普勒光学特征，来实施我对已知多种煤质辨识其中的一种，不可能完全不知道的燃料辨识它，对10种已知的煤能辨识出来是哪一个煤种。
这与数据应用和人工智能建立了我们的数据平台，这是我们APS的截图，这里是我们物联网的研究过程，最终通过人反馈到操作员的判断，通过我们一个系统的设计，能够把我们智能化的技术引入到APS以及包括我现场的生产和控制中去。
以上是我们介绍的一些主要内容，目前也正在实施和设计阶段，因此，有一些可能是跟大家的想法不太一样的，也欢迎大家给我们提出指正，我们也诚信的愿意为智能电厂的建设共同合作、共同努力。
谢谢!
(发言为电力头条App根据速记整理，未经本人审核)
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