西門子中央研究院（CT）研發(fā)的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人工智能系統(tǒng)已使西門子內(nèi)燃氣輪機的燃燒過程得到了穩(wěn)步優(yōu)化。燃燒過程已經(jīng)“學(xué)會”要如何持續(xù)調(diào)整燃料閥以實現(xiàn)優(yōu)化并減少排放和磨損。現(xiàn)在，西門子發(fā)電服務(wù)集團正將這項聯(lián)合研發(fā)的技術(shù)應(yīng)用于客戶現(xiàn)場，以優(yōu)化西門子內(nèi)大、現(xiàn)代化的固定式燃氣輪機。由于西門子客戶處的許多復(fù)雜系統(tǒng)都能借助人工智能來改善運行情況，這項技術(shù)在提升能效方面的潛力是巨大的。

2016年3月，當(dāng)谷歌公司研發(fā)的阿爾法圍棋軟件以五局四勝的成績力挫來自韓國的世界棋手時，人工智能充分展示出了其實實在在的顛覆性潛力。而當(dāng)西門子中央研究院（CT）的研究人員發(fā)現(xiàn)他們研發(fā)的人工智能系統(tǒng)能夠助力實現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化時，他們也同樣感到驚訝。CT商務(wù)分析與監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域的機器學(xué)習(xí)專家Volkmar Sterzing表示：“我們發(fā)現(xiàn)，如果一個系統(tǒng)的運行表現(xiàn)取決于專家的經(jīng)驗，那么它也可以利用人工智能加以優(yōu)化。”

2016年3月，谷歌公司研發(fā)的阿爾法圍棋軟件力挫世界棋手李世石，在機器學(xué)習(xí)發(fā)展歷*立下了一座豐碑。

隨著系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜、需要應(yīng)對的因素不斷增加，哪怕是專家在進行系統(tǒng)調(diào)整時也必須采取折衷的方法。專家不可能全天候待命。在這種情況下，能夠持續(xù)不斷監(jiān)控系統(tǒng)的人工智能就展現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢。

50項

西門子開神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究已有約30年了。公司已經(jīng)在將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于人工智能方面取得了長足的進步。例如，西門子持續(xù)優(yōu)化其“面向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的軟件環(huán)境（SENN） ”，并針對不斷涌現(xiàn)的新應(yīng)用領(lǐng)域（包括燃氣輪機和風(fēng)機優(yōu)化領(lǐng)域）對SENN進行了改良。Sterzing指出：“我們擁有約50項學(xué)習(xí)過程方面的。”

西門子發(fā)電服務(wù)集團和CT已研發(fā)出能夠持續(xù)優(yōu)化燃氣輪機燃燒過程的運行與控制的系統(tǒng)。這個系統(tǒng)名為“燃氣輪機自主控制優(yōu)化器（GT-ACO）”，它主要基于CT研發(fā)的人工智能技術(shù)。目前，西門子正在為亞洲的一個大客戶安裝這個系統(tǒng)，并將在西門子的H級燃氣輪機上進行深入測試。測試于2017年2月底前開始。一般來說，對燃氣輪機整體運行情況的改進是十分困難的，因為更低的排放通常會導(dǎo)致輪機使用壽命縮短。這是由于高能燃燒振蕩會導(dǎo)致材料疲勞，從而加劇磨損。

Volkmar Sterzing在CT帶領(lǐng)團隊將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于燃氣輪機優(yōu)化領(lǐng)域。

在許多不同類型的燃氣輪機上進行的測試結(jié)果已經(jīng)證明，GT-ACO切實有效。專家將燃機的氮氧化物排放量手動設(shè)置為低后，人工智能系統(tǒng)將接管燃燒單元。西門子發(fā)電服務(wù)集團GT-ACO研發(fā)負責(zé)人Hans-Gerd Brummel說：“在測試中，人工智能系統(tǒng)啟動兩分鐘后，排放值就下降了20%。”Brummel是西門子在輪機遠程診斷和維護方面的*。他曾榮獲西門子“年度發(fā)明家”獎，以表彰他所取得的成績。

優(yōu)化排放

將人工智能系統(tǒng)用于輪機的主要目標是將氮氧化物的排放量降至低。為實現(xiàn)這一點，GT-ACO的神經(jīng)模型將改變?nèi)剂显谌細廨啓C燃燒器內(nèi)的分布。然而，受位置、燃氣成分和當(dāng)?shù)靥鞖鈼l件等因素的影響，每個燃燒器的設(shè)置不盡相同。正因如此，GT-ACO需要花幾個星期來學(xué)習(xí)每個燃氣輪機的情況，然后才能自動對控制過程作出有益的調(diào)整。

Hans-Gerd Brummel在柏林服務(wù)于西門子發(fā)電服務(wù)集團。他持有69項。這些成就為他贏得了2016年西門子“年度發(fā)明家”的殊榮。他為許多燃氣輪機優(yōu)化技術(shù)的研發(fā)作出了積極的貢獻。

Brummel表示：“客戶對我們的技術(shù)表現(xiàn)出了很大的興趣。由于可再生能源在發(fā)電電網(wǎng)中所占比重很高，相關(guān)人員往往需要利用燃氣輪機來維持電網(wǎng)頻率。”在這種不斷變化的運行環(huán)境中，振蕩幅度增大的風(fēng)險不斷上升，磨損也相應(yīng)增加。然而，Brummel充滿信心：“對于這種情況，GT-ACO將能幫上大忙，因為它可以著重優(yōu)化阻尼振動。”

GT-ACO還可用于在一定程度上延緩燃氣輪機老化。這是因為，這項技術(shù)已將物理模型形式的燃氣輪機熱力學(xué)知識與機器學(xué)習(xí)結(jié)合了起來。

Sterzing堅信，這項技術(shù)在西門子將大有可為。它可以在配電、生產(chǎn)自動化和過程工業(yè)應(yīng)用等領(lǐng)域大展身手。Brummel已經(jīng)在與發(fā)電行業(yè)的客戶探討GT-ACO，并正在研發(fā)更多優(yōu)化應(yīng)用。