案例摘要
中国华电集团瞄准燃机运维“卡脖子”难题，通过发挥国内最大燃机装机资源优势，依托多项国家重点攻关任务，搭建了国内首个集数据处理、建模分析、工业仿真于一体，且适用于国际主流燃机机型的全栈自主可控燃机智慧运维云平台。
燃机智慧运维云平台通过开展国产ARM架构服务器、存储、网络等硬件资源与国产操作系统、中台等软件的适配研发，打造了安全可信的数字化底座和算力资源库，构建了行业级数据资产；通过燃机核心运维技术研发攻关，形成了燃机故障预警诊断、燃烧状态监测及优化调整、燃机热力特性仿真等具有自主知识产权的燃机运维技术体系；通过云边协同、分级部署的方式，实现了数据、应用和服务协同，打造了行业、集团和电厂三级应用体系46大功能产品，全面支撑燃机发电生产管理服务需求。
实施背景
近年来，在新型电力系统构建、电力市场化改革不断深入等背景下，燃气发电机组在电力系统的调峰作用愈发重要。与此同时，因燃机设备严重依赖进口、核心技术未完全掌握等原因，国内燃机自主运维水平普遍较低，运维成本长期居高不下。
目前，在燃机运维领域面临的主要难题包含：①发电企业燃机运维数据、运行经验和事故案例等缺乏汇集分析，燃机集群级数据价值无法体现；②国内未完全掌握燃机生产制造、检验评价、检修运维等核心技术，在燃机设备故障诊断分析、运行优化调整、检修维护策略制定等运维关键环节的自主化水平仍然薄弱；③燃机现场高水平运维人员紧缺，缺少专业的互联网平台开展协作，行业联合创新存在脱节；④燃机性能仿真、诊断检修等相关软件、现场服务主要被国外厂商垄断，国内自主化水平较低。因此，国内一直将攻克燃机运维技术，提升国内燃气发电机组运维服务环节的自主化水平作为燃气轮机技术攻关的主要方向之一，亟需开展基于国产自主可控技术的燃机发电工业联网服务平台建设，补足燃机自主运维技术服务短板。
实施目标
聚焦燃机运维服务“卡脖子”技术难题，构建从IT基础设施、中台系统到燃机运维业务应用的全栈自主可控工业互联网平台，实现燃机运维数据、应用和服务的协同，打造行业、集团和电厂三级应用体系。
在行业侧，以打造燃机产业创新发展平台为目标，建立能力共建、资源共享和赋能共赢三大行业级业务板块；在集团侧，重点围绕集团级管理、数据集中分析、生态建设3个层面，建设决策中心、监管中心、专家支持和服务中心；在电厂侧，重点围绕发电企业生产管理需求，搭建监测预警、分析诊断、运行优化、健康评估、运维决策等业务功能模块。
建设内容
1）建设全栈自主可控基础底座
为保障燃机运维平台的自主可控，大范围采用信创产品，打造安全可信计算环境，比如服务器为长城飞腾系列、操作系统为麒麟操作系统、网络设备采用国产迈普系列产品等。在此基础上，开展国产ARM架构服务器、存储、网络等硬件资源与国产操作系统、云软件、中台软件的适配研发工作，完成可灵活调度、集约管理的算力资源建设。
开展平台通用服务能力和专业服务能力建设，通用数据能力包括数据采集、数据存储、数据治理、数据计算等能力，专业服务能力主要包括以人工智能技术为主的算法建模系统和以热力仿真为主的机理建模系统，形成支撑燃机智慧运维场景的算力资源、算法资源库。
为保证系统稳定运行在国产化设备上，特别是在大数据及AI场景中，针对高并发海量存算下的CPU压力调优、AI场景中欠缺并行计算能力（显卡）等问题下如何顺畅运行人工智能引擎，对底层进行了大量的改造、优化和重构，以适配飞腾+麒麟的PKS硬件体系。为保证高压力业务场景的需求，通过改写虚拟化、容器化内核，将云主机与物理CPU核心进行绑定，并通过亲和性标签将相关业务主机尽量物理靠近，减少信息传递延迟，保证数据与计算能力邻近。同时，将非压力主机与CPU核心超分匹配，降低系统消耗，提高效率。
2）构建基于云边协同的系统架构
为了适应当前燃机生产管控模式，实现管理人员、运维技术支持人员和发电企业生产一线人员的协同，平台采用云边协同的技术架构，包括边缘层、基础设施层（IaaS层）、平台层（PaaS层）和应用层（SaaS层）。
其中边缘层（IaaS层）是整个平台的基础，采用轻量化部署，向下接入工业设备实现数据的采集与处理，向上提供加工处理后的综合数据供给云端高端应用；PaaS层提供了数据采、传、存、管和用的通用服务能力，同时基于开展的燃机自主运维技术攻关成果，将形成的工业机理和人工智能模型、算法等沉淀形成专业的服务能力，并提供基于微服务、容器等技术的应用开发能力；在SaaS层，围绕行业和集团层级的需求，开发综合诊断、对标分析等集团级应用，以及行业服务、应用商店、开发者中心等行业级应用。
3）打造一体化应用平台
开发了国内首个集数据处理、建模分析、工业仿真于一体，且适用于国际主流燃机机型的自主可控运维平台，形成了基于数据、模型、计算资源等要素的云边协同共享体系，形成了三级应用46大功能产品。在电厂侧，重点围绕发电企业生产和管理需求，开展了监测预警、诊断分析、运行优化、健康评估和运维决策等业务应用；在集团侧，围绕集团级管理、数据集中分析、运维支持需求，提供综合监视、综合诊断、专家支持和服务中心等功能；在行业侧，以打造燃机产业创新发展平台为目标，建设行业服务、开发者中心、专题数据库、应用商店等功能模块。
平台云端系统开发部署了数据中台、AI中台、仿真引擎和BI工具，打造了基于云服务的燃机运维应用二次开发环境，将数据融合处理标准化、流程化，工业机理和行业知识组件化、工具化，实现数据治理、数据分析、模型建立和应用开发等全过程的低代码化，加快业务应用迭代更新。
数据安全方面，云平台采用安全资源池的方式将硬件安全设备以云服务的模式交付，提供了从基础设施、操作系统、云底座到应用层的全面保护，结合安全自动化、层次化防护和合规支持，提高平台整体安全性。
实施效果
燃机智慧运维云平台通过对燃机生产大数据的采集、汇集和分析，形成涵盖监测预警诊断、能效分析优化、维护决策等运维全流程的燃机技术服务体系，实现了海量数据的智能分析、寻优和决策，可大幅提高燃气发电机组经济指标和安全可靠水平，降低发电企业生产管理成本。目前，燃机智慧运维云平台已在杭州华电半山发电有限公司、广东华电清远能源有限公司等6家发电企业17台机组部署应用，覆盖了9F、6F、9E、M701F4、SGT5-8000H等主流燃机机型，打破了国外燃机厂商在基础软硬件、诊断分析算法、平台运维服务上的垄断。
平台可有效诊断设备运行过程中存在的安全问题和能效问题，为机组的安全、可靠、经济运行提供保障。在预警诊断方面，平台平均每年提供一百余次的有效设备异常预警诊断信息，先后成功识别了燃机透平密封烧蚀、压气机叶片结垢、主机振动大、排气分散度大等设备结构及性能异常，最长提前58天识别到了相关设备的异常状态，有效避免了故障的扩大，减少了非停等事件的发生。在此基础上，针对常见故障类型提供了智能诊断，故障处理时间减少约20%-50%。在能效分析和运行优化方面，平台为发电机组关键系统实时提供经济运行决策建议，有效降低了机组发电能耗，平均提升发电机组效率约0.25%。据统计，近三年（2022-2024年）来，平台平均每年为发电企业带来经济效益约4600万元。