به گزارش مشرق، مدیریت برق در کشور با چالش‌هایی مانند جلوگیری از خاموشی‌های گسترده و حفظ توازن مصرف و تولید انرژی همراه است به همین دلیل پایش وضعیت نیروگاه‌ها به عنوان یکی از ارکان اصلی مدیریت پایدار شبکه برق بسیار مهم است. با استفاده ازهوش مصنوعی می‌توان با تحلیل داده‌های لحظه‌ای و پیش‌بینی مشکلات احتمالی در تجهیزات نیروگاهی، علائم خرابی یا کاهش کارایی را شناسایی کرده و زمان‌بندی مناسبی برای تعمیرات و نگهداری فراهم کند. این کار در کشور به‌صورت پایلوت آغاز به کار کرده است.
در اولین روز آخرین ماه سال، مرکز پایش وضعیت هوشمند نیروگاهی (CENTER IPCM) در نیروگاه سیکل ترکیبی شریعتی مشهد، با حضور معاون علمی رئیس‌جمهور افتتاح شد.این مرکز با همکاری دانشگاه صنعتی شریف ایجاد شده و هدف اصلی این پروژه، بهبود فرآیندهای نظارت بر تجهیزات مهمی مانند توربین‌های گازی و بخار با استفاده از فناوری‌های نوین و هوش مصنوعی است.از مزایای استفاده از این سامانه در نیروگاه می‌توان به کاهش ناترازی از طریق شناسایی زودهنگام مشکلات و نقاط ضعف و افزایش طول عمر تجهیزات به دلیل اینکه نیاز به تعمیرات مکرر کم می‌شود، اشاره کرد. همچنین کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیرات و افزایش قابلیت پیش‌بینی از دیگر مزایا است.
جهشی بزرگ در حوزه انرژی کشور
با استفاده از حسگرهای پیشرفته در این سامانه و ایجاد شبکه‌های ارتباطی، داده‌ها به‌طور آنلاین جمع‌آوری و تحلیل می‌شوند تا امکان پیش‌بینی مشکلات و بهینه‌سازی عملکرد نیروگاه‌ها فراهم شود. این مرکز نه تنها برای نیروگاه شریعتی مشهد بلکه می‌تواند به‌عنوان مدل برای دیگر نیروگاه‌های کشور نیز استفاده شود.به‌زبان ساده یک مزیت اجتماعی و اقتصادی این سامانه پیشگیری از قطع برق است ضمن این که زمان رفع عیوب نیز کم می‌شود.
مدیرعامل بخش بهره‌برداری نیروگاه سیکل ترکیبی مشهد محمد مهدی سعادتی در رابطه با استفاده از مرکز کنترل نیروگاه با هوش مصنوعی در این نیروگاه می‌گوید: «نیروگاه شریعتی شامل دو واحد گازی F۹ و یک واحد بخار است که به صورت سیکل ترکیبی در حال فعالیت است. یکی از قابلیت‌های ویژه این پروژه، استفاده از سیستم پایش وضعیت هوشمند است که به کمک فناوری‌های پیشرفته، اطلاعات مربوط به وضعیت واحدهای نیروگاه جمع‌آوری و تحلیل می‌شود.»
این سیستم از طریق الگوریتم‌های هوش مصنوعی به پیش‌بینی مشکلات و نقص‌های احتمالی پرداخته و از توقف ناخواسته تولید انرژی جلوگیری می‌کند. این فناوری به واحدها این امکان را می‌دهد تا تعمیرات پیشگیرانه به‌موقع انجام شود و کارایی نیروگاه حفظ شود.سعادتی به بحران‌های اخیر در زمینه انرژی و قطعی برق اشاره می‌کند و در این مورد چنین توضیح می‌دهد: « مشکلات عمده در تأمین انرژی کشور بیشتر به پخش و پالایش فرآورده‌های نفتی مربوط می‌شود و بحران‌های اخیر بیشتر ناشی از مشکلات در توزیع و ذخیره‌سازی سوخت و فرآورده‌ها است.
در آینده با تکمیل فرآیندهای هوشمندسازی و استفاده از الگوریتم‌های پیشرفته‌تر، این نیروگاه قادر به افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌های عملیاتی خواهد بود. انتظار می‌رود نیروگاه شریعتی مشهد تأثیر چشمگیری در تأمین انرژی پایدار و کاهش خاموشی‌ها در منطقه داشته باشد.»نام این پروژه ipcm center و تفاهم‌نامه آن سال گذشته منعقد شد و با همراهی نخبگان و دانشگاهیان و حمایت معاونت علمی به مرحله‌ای رسیده که در آن می‌توان داده‌ها را تحلیل کرده و اطلاعات لازم برای پیش‌بینی وضعیت و بهبود عملکرد نیروگاه را ارائه داد.
پیشگیری از قطع برق برای ۴۰۰ هزار خانوار
معاون نیروگاه اهمیت اجرای این پروژه در پیشگیری از قطعی برق را چنین توضیح می‌دهد: «علاوه بر نیروهای انسانی و سنسورها، به‌صورت آنلاین وضعیت توربین را پایش می‌کنیم که اگر حادثه‌ای رخ داد مطلع شویم. اگر این حوادث در تابستان رخ دهد، ظرفیت زیادی از شبکه خارج می‌شود و تقریبا ۴۰۰ هزار خانوار بی‌برق می‌شوند.»
هوش مصنوعی؛ چشم بینایی برای پایش تجهیزات نیروگاه
بحرینی دلیل نیاز به این سامانه را چنین توضیح می‌دهد: « دلیل نیاز به محصول جدید به مهم و گران‌بودن نگهداری تجهیزات مهم و گرانقیمت برمی‌گردد، لذا سراغ تکنولوژی جدید رفتیم که با جمع‌آوری داده یک چشم بینا و یک ابزار برای پایش تجهیزات اضافه کنیم.طبق انعقاد تفاهم‌نامه قرارشده بود که نخبگان دانشگاه صنعتی شریف در همکاری با نیروگاه این پروژه را به سرانجام برسانند. این دانشگاه مطالعات اولیه‌ای در خصوص نیروگاه شریعتی مشهد انجام داد که به‌کارگیری هوش مصنوعی و سیستم پایش وضعیت آنلاین در بخش ترکیبی نیروگاه مدنظر قرار گرفت. این نیروگاه شامل دو واحد توربین گازی فریم ۹ GE و یک واحد توربین بخار است که در مجموع تولید برق می‌کنند.
مراحل مختلف پروژه که نخبگان شریف انجام دادند
مدیر اجرایی پروژه از طرف دانشگاه شریف مصطفی سیاوشی مراحل انجام این پروژه را این‌چنین توضیح می‌دهد: «در مرحله اول تیم پژوهشی دانشگاه شریف برای بررسی عملکرد و ارتعاشات واحدهای مختلف نیروگاه، مطالعات اولیه را انجام دادند. سنسورهای مختلفی بر روی توربین‌ها نصب و برخی سنسورها نیز برای تکمیل این پروژه اضافه شد. مجموعه آزمایشگاهی در دانشگاه طراحی و به‌منظور تست سنسورها و ذخیره‌سازی داده‌ها، استفاده شد. نتایج تست‌های انجام‌شده با نظر تیم فنی نیروگاه، موفقیت‌آمیز بود و گواهی‌های مورد نیاز از شرکت‌های معتبر دریافت شد.
در مرحله بعدی فرآیند نصب و اجرای پروژه در نیروگاه با همکاری تیم فنی نیروگاه و دانشجویان دانشگاه شریف آغاز شد. سنسورها بر روی واحدهای گازی و بخار نصب شده و سیستم کابل‌کشی و دیتابرداری نیز به‌طور کامل پیاده‌سازی شد. بخش سخت‌افزاری پروژه تکمیل شد و اکنون داده‌ها از طریق سنسورها و سیستم DCS نیروگاه به دیتابیس منتقل می‌شود.در گام بعدی نیز پردازش سیگنال‌ها و توسعه الگوریتم‌های هوش مصنوعی برای تجزیه و تحلیل داده‌ها انجام شد.
این الگوریتم‌ها برای پیش‌بینی وضعیت‌های مختلف و ارائه راهنمایی به تیم فنی نیروگاه طراحی شدند.»در حال حاضر دیتابیس جمع‌آوری شده آماده است تا این الگوریتم‌ها برای یادگیری و بهینه‌سازی عملکرد مورد استفاده قرار بگیرند.به گفته مسئولان فنی نیروگاه این پروژه به‌عنوان یکی از نمونه‌های موفق در کاربرد هوش مصنوعی در صنعت انرژی، ادامه خواهد یافت و با تکمیل فرآیند یادگیری الگوریتم‌ها، قابلیت‌های بیشتری به سیستم پایش وضعیت آنلاین افزوده خواهد شد.
پیشگیری از بحران برق با پردازش ۵۰ هزار داده در هر ثانیه
معاون علمی در آیین افتتاحیه این مرکز عنوان کرد که این سامانه پایش هوشمند که بهره‌وری سیستم را افزایش می‌دهد، با پردازش ۵۰ هزار داده در هر ثانیه امکان پیش‌بینی و پیشگیری از بحران‌های ناگهانی و قطعی برق را فراهم می‌کند.
از آنجا که سامانه پایش وضعیت نیروگاهی مبتنی بر هوش مصنوعی با شناسایی پیشگیرانه مشکلات تجهیزات و بهینه‌سازی عملکرد نیروگاه‌ها، می‌تواند از بحران‌های برق جلوگیری کند، بعد از انجام موفقیت‌آمیز در نیروگاه مشهد که به صورت پایلوت نصب شده است، می‌تواند در نیروگاه‌های کل کشور استفاده شده و به کاهش خاموشی‌های گسترده کمک کند.