面向工业园区的自主可控智能调控技术研究及平台实现
上海全应科技有限公司
一、项目案例基本信息
二、项目案例详细内容
1.项目案例简介
山东正和热电有限公司隶属于山东尚能投资控股集团，业务覆盖热电联产、石油化工、物流贸易等多个领域。公司始终秉承“环保优先、安全第一、质量至上”的HSE管理理念，致力于为社会提供标准化的清洁能源产品与服务。
作为典型的多母管热电联产系统，正和热电运行涵盖3台锅炉、3台汽轮机以及多等级主汽母管与供汽负荷，系统结构复杂、耦合性强，工况切换频繁，运行操作高度依赖人工经验，调控难度大。与此同时，煤粉锅炉机组本身调节复杂，还需应对动态电价的快速响应需求，系统调度与多机协调控制面临严峻挑战。
本项目通过部署基于大数据与人工智能的智能控制系统，有效解决了系统复杂、人工依赖度高与调控响应要求高等核心痛点，实现了运行过程的智能优化与精准控制。此外，系统提供的全方位数字化管理功能，显著提升了生产管理效率，助力企业实现降本增效，并为传统热电企业的数字化转型升级提供了可复制的路径与示范价值。
2.主要创新点概述
“云-边-端”协同的智能架构体系：
本项目创新性地采用“云-边-端”一体化协同的先进架构，构建了集集中决策与分布式执行于一体的智能控制体系。
云端智慧大脑：基于工业互联网云平台，汇聚全厂历史与实时运行数据，利用大数据分析与人工智能算法，进行深度学习和模型训练，生成全局最优的生产策略与调控设定，并持续迭代进化。
边缘智能控制：在厂区部署边缘智能控制器，负责接收云端指令，并结合本地实时工况，进行快速、可靠的闭环控制与逻辑判断。即使在与云端网络中断的极端情况下，边缘层仍能自主运行，保障生产安全不间断。
端侧全面感知：连接并集成锅炉、汽轮机、减温减压器等所有底层设备（端），实时采集精准、全面的运行参数，构成系统感知的神经末梢，确保决策依据的准确性与时效性。
该架构的创新性在于，它实现了全局优化与局部实时控制的完美结合，既发挥了云平台的强大算力与AI优势，又确保了工业现场控制的高可靠性与低延时要求，为复杂热电系统的智能化运行提供了坚实、灵活且可进化的技术底座。
数据与机理融合建模
系统并非单纯依赖数据，而是将大数据（Data） 与工业机理、专家知识深度融合。通过采集端到端全流程实时数据并清洗，在云端构建高精度的模型（Model），即覆盖全系统的数字孪生体，为优化与控制提供了真实可靠的虚拟战场。
模型预测与全局优化
基于精准的云端模型，系统能够对未来工况进行预测，并进行多目标全局寻优，计算出满足安全、效率与经济性等多重约束下的最优设定值，实现了从“被动响应”到“主动预测与优化”的跨越。
自适应（Adaptive）的进化能力
系统具备内在的自适应学习能力，能够根据实际运行反馈，持续修正模型与优化策略，使控制系统能够适应负荷、煤种等外部条件的变化，具备应对复杂工况的持续进化能力。
精准闭环控制（Control）
最终的控制（Control） 环节是整个系统的价值落脚点。边端智能控制器接收云端优化指令，并采用模型预测控制等先进算法，对锅炉、汽轮机等设备进行实时、精准的自动调控，最终将优化策略转化为实实在在的安全与效益提升。
ADMC系统实现了从数据到模型、从优化到控制的全链路闭环智能，是驱动热电厂实现智能化转型升级的核心技术引擎。
3.技术实现路径及方法
本系统的主要实现路径可表述为以下4个核心步骤：全域数据感知与治理 -> 云端数字孪生构建 -> 模型预测与协同优化 -> 边端精准闭环控制。
全域数据感知与治理：打通并采集热电系统端到端的全流程运行数据，并采用大数据技术进行清洗与治理，确保数据质量。
云端数字孪生构建：在云平台构建覆盖全生产系统的动态高精度模型，为仿真、分析与优化提供核心数字底座。
模型预测与协同优化：基于数字孪生模型，运用AI算法进行多目标、跨周期的全局寻优，精准计算最优调控参数。
边端精准闭环控制：边端控制器与云端模型同步，以模型预测控制（MPC）为核心，将优化设定值实时、自动地转化为现场设备的精准动作，形成智能闭环。
本系统构建了一个集智能控制、生产管理与安全运维于一体的热电智能化综合平台。其架构自下而上分为四个层次：
基础设施与数据集成层
通过对接DCS、PLC、传感器、智能仪表等全厂底层控制系统与设备，构建统一的数据采集体系，为上层应用提供稳定、全面的数据支撑。
平台与计算层
基于容器化的基础平台与工业时序数据库，集成了数据管理、模型工厂、计算引擎与重构引擎等核心服务，实现了数据的治理、模型的开发与部署，以及边缘侧的智能计算。
智能应用层
该层是价值的集中体现，向上支撑两大类应用：
智能控制：涵盖控制管理、模型管理与边缘控制，实现了从算法到过程的先进控制与闭环优化。
智能管理与运维：提供智能看板、生产监控、设备分析、生产报表等数字化管理功能，全面提升生产运营与设备管理的效率和透明度。
统一安全与运维保障
“安全与智能运维平台”贯穿所有层级，确保从底层数据到上层应用的全面数字安全与系统稳定。
该系统实现了从底层感知到顶层决策的全面贯通，是一个技术先进、功能完善、安全可靠的热电企业智能化整体解决方案。
4.应用情况及可推广前景简述
应用情况：
本项目成果已在山东正和热电成功落地，并实现超过两年的安全、稳定、高效运行。系统不仅实现了锅炉、汽轮机等主设备的高水平自动控制（锅炉自控投用率>96%，运行能效提升1.71%），更在关键辅机系统上取得了突破性应用成效：
给水与除氧系统：实现了多台除氧器水位、压力的高精度自动控制，克服了系统间耦合干扰，控制波动大幅减小，提升了除氧效率与稳定性。创新的给水泵动态压差控制策略，在保障汽包水位的同时，有效降低了给水电耗。
汽包水位控制：通过优化控制方案，使3#、4#、5#锅炉的汽包水位控制精度显著提升，解决了长期依赖手动操作的难题，保障了核心设备的安全稳定运行。
环保与协同控制：针对分散的脱硝系统，实现了喷氨量的智能推荐，使NOx排放控制更稳定，在确保环保达标的同时，有效降低了氨水消耗。
智慧运营：成功应用基于动态电价的负荷调度功能，实现了发电策略的灵活、自动切换，确保了在电力市场环境下综合收益的最大化。
可推广前景：
本系统的技术先进性与实践有效性，已通过在山东、内蒙古、黑龙江、浙江等多个省份的成功部署，并在园区供热、化工、造纸、城市供暖等多个行业的广泛应用中得到充分验证。这证明了该解决方案具备强大的跨区域、跨行业复制能力。
面对我国工业热电机组普遍存在的自动化水平低、运行优化难、环保压力大等共性痛点，本项目提供的成熟整体解决方案，精准地契合了庞大存量市场的升级需求。因此，其不仅具备在全国范围内大规模推广的巨大潜力，更将为推动高能耗产业实现“双碳”目标与数字化转型贡献关键力量。
5.经济效益及社会效益情况
经济效益
直接降本增效：通过提升锅炉运行能效（1.71%）、优化给水系统电耗、降低脱硝氨水消耗等关键环节，直接降低了生产过程中的燃料与物料成本。
提升运营与管理效率：系统实现了从底层控制到上层管理的全面贯通。在控制层，锅炉自控投用率>96%，大幅降低了劳动强度；在管理层，提供的组态画面、生产报表与经营分析等功能，实现了数据驱动的精准决策，并通过手机APP远程访问，极大地提升了管理协同效率与应急响应速度。
增强收益能力：基于动态电价的智能负荷调度功能，使企业能够主动适应电力市场变化，在保障供热的前提下灵活调整发电策略，最大化上网电量的综合收益。
社会效益
节能减排，服务“双碳”国策：项目通过提升能源利用效率，直接减少了化石燃料消耗与二氧化碳排放；同时，智能脱硝控制保障了氮氧化物（NOx）的稳定达标排放，为区域环境污染防治做出了积极贡献。
引领行业数字化转型：本项目不仅实现了生产过程的自动化，更通过集控制、监控、管理与经营分析于一体的智能化平台，为传统高能耗产业提供了成熟的数字化转型范式，成功案例已推广至多个省份与行业，发挥了强大的示范引领作用。
保障能源供应安全与稳定：系统通过7x24小时的远程监控与精准控制，提升了热电生产过程的自动化水平与抗干扰能力，确保了供热、供电的稳定性和可靠性，更好地服务于社会民生与工业生产。
6.项目案例获专利及奖励情况：
发明专利：2 项（一种中能式煤粉炉实时入炉煤量的测量方法，获取力变化速率对于燃料的阶跃响应曲线的方法及系统）
7.申报单位内部评审结论意见：
上海全应科技有限公司
2025年 11月 21日
京公网安备 11011502004515号 
