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如何利用數(shù)字孿生能力為電力系統(tǒng)及人員賦能?

發(fā)布時間:2022-06-08 瀏覽數(shù):125

一次停電事故,給油氣平臺帶來的損失高達300萬美元;一次電氣故障,對半導體行業(yè)而言意味著380萬美元的損失;而對于醫(yī)院而言,每8小時的停電會損失約100萬美元……這些“無妄之災”導致的損失數(shù)字,聽上去頗讓人觸目驚心。作為電力系統(tǒng)操作員、工程師和設(shè)施管理人員,該如何避免這些無謂的損失呢?

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今天,得益于數(shù)字化、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展,為電力系統(tǒng)賦予智能管理能力,已經(jīng)成為了應對這一挑戰(zhàn)的可行之道。據(jù)統(tǒng)計,40%的系統(tǒng)意外關(guān)閉,都是由操作員的失誤所造成。如果能夠利用智能化的前沿技術(shù)改善系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計,幫助人們識別并修復潛在隱患,將大大減少這些因意外故障和停電而造成的損失。

應對“無妄之災”,如何利用數(shù)字孿生能力為電力系統(tǒng)及人員賦能?

集成數(shù)字孿生平臺,為電力系統(tǒng)“點石成金”

為了實現(xiàn)這一目的,行業(yè)的創(chuàng)新者正在利用以數(shù)字孿生技術(shù)為依托的預測仿真能力,為電力監(jiān)控系統(tǒng)及其人員培訓帶來“點石成金”的賦能之道。

在近期舉行的漢諾威工業(yè)博覽會上,全球能源管理與自動化領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型專家施耐德電氣就與旗下能源管理與工程解決方案的全球領(lǐng)導者ETAP共同展示了將EcoStruxure? Power Operation電力監(jiān)控系統(tǒng)(以下簡稱PO電力監(jiān)控系統(tǒng))與ETAP操作員培訓仿真器(eOTS?)和ETAP電力系統(tǒng)監(jiān)測和模擬軟件(PSMS?)加以集成的解決方案。如此一來,操作員和工程師們將能夠有效利用基于數(shù)字模型的電力系統(tǒng)培訓和預測性分析,并從中受益。

對此,相關(guān)業(yè)內(nèi)人士表示:“電力系統(tǒng)缺少智能管理能力可能會導致巨大的財務損失。將數(shù)字孿生平臺和電力數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)進行集成,能夠幫助企業(yè)避免因人為疏失而造成的系統(tǒng)意外中斷、減少系統(tǒng)的啟動和調(diào)試時間,同時還能評估操作員的操作意識和應對表現(xiàn)?!?/p>

預先洞見潛在挑戰(zhàn),提升決策準確性

這一集成解決方案,具體將從哪些方面為操作員、工程師和電力系統(tǒng)賦能呢?

通過系統(tǒng)集成,所有PO電力監(jiān)控系統(tǒng)都可以實時連接到ETAP數(shù)字孿生平臺,讓操作員能夠通過創(chuàng)建各種真實或模擬的操作情景,來更好地理解電力系統(tǒng)。借助基礎(chǔ)的ETAP eOTS模擬和分析平臺,操作員還可以利用自身熟悉的PO電力監(jiān)控系統(tǒng)人機界面,在不影響實際操作的情況下,針對突發(fā)事項去設(shè)計并驗證全新的操作程序。不僅如此,在系統(tǒng)集成后,電力系統(tǒng)工程師更可以提前預見潛在故障,并對系統(tǒng)的未來擴展進度進行規(guī)劃。

將電力監(jiān)控系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)導入電氣數(shù)字孿生平臺后,不僅能大幅減少故障時間,提升決策準確性,還能帶來下列好處:

降低安全風險:這項技術(shù)可幫助企業(yè)在無實際危險的情境下,展開緊急事件和危險情況演練,有助于降低電氣系統(tǒng)的安全風險。通過分析并解決不同的“模擬”故障情況,操作員的技能將得到很大提升,決策流程更加成熟,進而增強系統(tǒng)安全性。

進一步深度學習:ETAP eOTS?可支持操作員開發(fā)有效的操作序列和安全切換程序,并對各種情況下的電力SCADA系統(tǒng)響應進行驗證。操作員培訓仿真器能夠營造出便利、安全和高效的學習環(huán)境,進而為維護安全、可靠的系統(tǒng)操作提供深刻的研究見解。

縮短響應時間:ETAP PSMS?軟件具備預測分析功能,是一種基于模型的電力系統(tǒng)模擬軟件,可利用實時數(shù)據(jù)和歸檔數(shù)據(jù)預測系統(tǒng)對操作員動作和事件的響應措施。ETAP PSMS?軟件可幫助電力系統(tǒng)工程師預測可能發(fā)生的故障并對系統(tǒng)的未來擴展進度進行規(guī)劃。得益于其獨特且統(tǒng)一的事后分析和事件回放功能,ETAP PSMS?軟件還能縮短設(shè)備意外故障的響應時間。

創(chuàng)新解決方案,為“百年老?!钡碾娏ο到y(tǒng)賦予新生

此前,這一將PO電力監(jiān)控系統(tǒng)與ETAP電力系統(tǒng)監(jiān)測和模擬軟件加以集成的解決方案,已經(jīng)在實際的客戶應用中展現(xiàn)出了卓越的價值。作為全省歷史悠久的百年老校,于1908年成立的加拿大不列顛哥倫比亞大學就借助這一創(chuàng)新的集成解決方案,為該校的電力系統(tǒng)帶來了“煥然一新”的卓越能力。

悠久的歷史既為這所大學帶來了卓著聲譽,也不免讓其面臨電力系統(tǒng)的可靠性挑戰(zhàn)。該校通過一座變電站為校園主要電網(wǎng)供電,不僅陳舊的中壓開關(guān)設(shè)備影響了其電網(wǎng)的可靠性,“遠程斷路器操作+模擬”的操作方式也面臨潛在的安全性挑戰(zhàn)。此外,在電能質(zhì)量的數(shù)據(jù)分析上,同樣存在著效率瓶頸。對此,施耐德電氣提供了包括全新中壓開關(guān)、PowerLogic ION9000電能質(zhì)量監(jiān)測裝置、PO電力監(jiān)控系統(tǒng)、PME電能管理系統(tǒng)、ETAP PSMS?軟件以及第三方保護繼電器的全套解決方案。

這一解決方案的“點睛之筆”,即是通過將PO電力監(jiān)控系統(tǒng)與ETAP PSMS?軟件進行集成,從而為用戶提供了卓越的模擬和分析功能。此外,軟硬件一體化的解決方案還提供了整體電氣控制系統(tǒng)的一體化視圖,并確保了與第三方設(shè)備的互操作性和網(wǎng)絡安全性能,從各個方面大大提升了全校電力系統(tǒng)的安全可靠性。

未來,依托數(shù)字孿生實現(xiàn)的仿真模擬和分析功能,不僅僅能夠提前預警和應對電力故障等“無妄之災”,更有望為電力系統(tǒng)賦予更多新的智能化能力,讓我們拭目以待。

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