Znak Politechniki Warszawskiej

System SILO, czyli sztuczna inteligencja w energetyce

Do tej pory SILO został wdrożony w 46 kotłach energetycznych, fot. nadesłane

Naukowcy z Wydziału Mechanicznego Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej już od 20 lat pracują nad zastosowaniem sztucznej inteligencji w energetyce. Stworzony przez nich system SILO jest wykorzystywany w Polsce i za granicą. Był też, jako jedyne rozwiązanie z naszego kraju, prezentowany w pawilonie „Energy Best Practices Area” podczas wystawy EXPO 2017 w Kazachstanie.

Zapraszamy do przeczytania nowego artykułu z cyklu Badania - Innowacje - Technologie.

– Cały proces spalania w kotle energetycznym jest trudny z punktu widzenia teorii sterowania i regulacji, bo to proces silnie nieliniowy, z wieloma zmiennymi, które na siebie oddziałują – wyjaśnia prof. dr hab. inż. Konrad Świrski. – To bardzo duże wyzwanie, by zestroić wszystkie klasyczne układy regulacji tak, żeby kocioł pracował bardzo dobrze przy każdym obciążeniu, wszystkich gatunkach węgla czy układach pracujących urządzeń.

Z punktu widzenia elektrowni szczególnie istotne są w tym procesie dwie kwestie: uzyskanie jak największej sprawności kotła i generowanie jak najmniejszej ilości zanieczyszczeń. Tymczasem rozwiązania stosowane 20 lat temu nie były pod tym względem optymalne. Była więc przestrzeń na nowe pomysły.

Wyleczyć „chorobę”

Naukowcy z PW widzieli niedoskonałości klasycznej regulacji. Widzieli też rosnące zainteresowanie sztuczną inteligencją. Uznali, że świetnie sprawdzi się ona właśnie w procesie sterowania kotłem energetycznym.

Początkowo, w połowie lat 90., wykorzystywali sztuczne sieci neuronowe, czyli struktury naśladujące działanie układu nerwowego, szczególnie mózgu. Obecnie stosują sztuczne systemy immunologiczne. – Porównujemy nasz obiekt z organizmem, który chcemy utrzymać w jak najlepszej kondycji – tłumaczy prof. Świrski. – Wystąpienie w nim zakłóceń jest jak pojawienie się czynników chorobotwórczych, na które organizm powinien wysłać odpowiedź w postaci limfocytów. Właśnie tak działa to w SILO. Jeśli coś się zmienia, np. poziom mocy czy jakość węgla, to nasz system odpowiada na to swoim „limfocytem” w postaci optymalnego sterowania.

Sztuczne systemy immunologiczne, podobnie jak ludzki organizm, są też w stanie nauczyć się nowych „chorób” i wytworzyć nowy zestaw zwalczających je „limfocytów”. – To oznacza, że jeśli podczas spalania węgla w kotle pojawi się nowy proces i zaczniemy mieć problem z regulacją urządzenia, system zaczyna się uczyć i tworzy nowe rozwiązanie – opowiada prof. Świrski. – W przyszłości będzie ono zapobiegało podobnym sytuacjom. To duża zaleta.

Naukowiec zwraca uwagę, że sterowanie kotła jest tylko częścią bardzo skomplikowanego i złożonego systemu sterowania całego bloku energetycznego. – Dopasowujemy do niego nasze rozwiązanie – mówi prof. Świrski. – Dostosowujemy je też oczywiście do poszczególnych kotłów czy konkretnej elektrowni.

Stanowisko systemu SILO podczas wystawy EXPO

System SILO był prezentowany w pawilonie „Energy Best Practices Area” podczas wystawy EXPO 2017 w Kazachstanie, fot. nadesłane

Nauka spotyka się z biznesem

Najbardziej zaawansowana jak do tej pory wersja SILO jest wdrożona w Rybniku. – Za pomocą specjalnej aparatury obserwujemy nie tylko twarde fizyczne wartości, jak np. temperatura, ale też trudno definiowalne kwestie, jak kształt płomienia, bo wiemy, że od tego też zależy efektywność spalania – wyjaśnia prof. Świrski.

Do tej pory SILO został wdrożony w 46 kotłach energetycznych. Jest stosowany w Polsce, ale też w Stanach Zjednoczonych, Korei Południowej, Chinach i Tajwanie. To podręcznikowy przykład, jak nauka odpowiada na potrzeby biznesu. System rozwiązuje bowiem dwa ważne problemy: podnosi sprawność kotłów i pomaga limitować zanieczyszczenia, co z kolei pozwala zaoszczędzić pieniądze i czas.

 

Agnieszka Kapela

Biuro ds. Promocji i Informacji