如何利用數(shù)字孿生能力為電力系統(tǒng)及人員賦能？

一次停電事故，給油氣平臺帶來的損失高達(dá)300萬美元；一次電氣故障，對半導(dǎo)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(zāi)”導(dǎo)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？

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(yīng)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(fù)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(yīng)對“無妄之災(zāi)”，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(yù)測仿真能力，為電力監(jiān)控系統(tǒng)及其人員培訓(xùn)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(dǎo)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(xùn)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(xùn)和預(yù)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(dǎo)致巨大的財務(wù)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(jìn)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(yīng)對表現(xiàn)。”

預(yù)先洞見潛在挑戰(zhàn)，提升決策準(zhǔn)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(yù)見潛在故障，并對系統(tǒng)的未來擴(kuò)展進(jìn)度進(jìn)行規(guī)劃。

將電力監(jiān)控系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)導(dǎo)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(zhǔn)確性，還能帶來下列好處：

降低安全風(fēng)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(fēng)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(jìn)而增強系統(tǒng)安全性。

進(jìn)一步深度學(xué)習(xí)：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(yīng)進(jìn)行驗證。操作員培訓(xùn)仿真器能夠營造出便利、安全和高效的學(xué)習(xí)環(huán)境，進(jìn)而為維護(hù)安全、可靠的系統(tǒng)操作提供深刻的研究見解。

縮短響應(yīng)時間：ETAP PSMS?軟件具備預(yù)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(yù)測系統(tǒng)對操作員動作和事件的響應(yīng)措施。ETAP PSMS?軟件可幫助電力系統(tǒng)工程師預(yù)測可能發(fā)生的故障并對系統(tǒng)的未來擴(kuò)展進(jìn)度進(jìn)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(yīng)時間。

創(chuàng)新解決方案，為“百年老校”的電力系統(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(yīng)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(xué)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(xué)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(yuǎn)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(hù)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(jìn)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(luò)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(yù)警和應(yīng)對電力故障等“無妄之災(zāi)”，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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