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(tái)帶來(lái)的損失高達(dá)300萬(wàn)美元；一次電氣故障，對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)而言意味著380萬(wàn)美元的損失；而對(duì)于醫(yī)院而言，每8小時(shí)的停電會(huì)損失約100萬(wàn)美元……這些“無(wú)妄之災(zāi)”導(dǎo)致的損失數(shù)字，聽(tīng)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(wú)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(duì)這一挑戰(zhàn)的可行之道。據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(jì)，幫助人們識(shí)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(duì)“無(wú)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(tái)，為電力系統(tǒng)“點(diǎn)石成金”

為了實(shí)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(cè)仿真能力，為電力監(jiān)控系統(tǒng)及其人員培訓(xùn)帶來(lái)“點(diǎn)石成金”的賦能之道。

在近期舉行的漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上，全球能源管理與自動(dòng)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(jiǎn)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(cè)和模擬軟件（PSMS?）加以集成的解決方案。如此一來(lái)，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(cè)性分析，并從中受益。

對(duì)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(huì)導(dǎo)致巨大的財(cái)務(wù)損失。將數(shù)字孿生平臺(tái)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(dòng)和調(diào)試時(shí)間，同時(shí)還能評(píng)估操作員的操作意識(shí)和應(yīng)對(duì)表現(xiàn)?！?/p>

預(yù)先洞見(jiàn)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(guò)系統(tǒng)集成，所有PO電力監(jiān)控系統(tǒng)都可以實(shí)時(shí)連接到ETAP數(shù)字孿生平臺(tái)，讓操作員能夠通過(guò)創(chuàng)建各種真實(shí)或模擬的操作情景，來(lái)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(tái)，操作員還可以利用自身熟悉的PO電力監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面，在不影響實(shí)際操作的情況下，針對(duì)突發(fā)事項(xiàng)去設(shè)計(jì)并驗(yàn)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(jiàn)潛在故障，并對(duì)系統(tǒng)的未來(lái)擴(kuò)展進(jìn)度進(jìn)行規(guī)劃。

將電力監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)導(dǎo)入電氣數(shù)字孿生平臺(tái)后，不僅能大幅減少故障時(shí)間，提升決策準(zhǔn)確性，還能帶來(lái)下列好處：

降低安全風(fēng)險(xiǎn)：這項(xiàng)技術(shù)可幫助企業(yè)在無(wú)實(shí)際危險(xiǎn)的情境下，展開(kāi)緊急事件和危險(xiǎn)情況演練，有助于降低電氣系統(tǒng)的安全風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)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(qiáng)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(kāi)發(fā)有效的操作序列和安全切換程序，并對(duì)各種情況下的電力SCADA系統(tǒng)響應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)證。操作員培訓(xùn)仿真器能夠營(yíng)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(jiàn)解。

縮短響應(yīng)時(shí)間：ETAP PSMS?軟件具備預(yù)測(cè)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歸檔數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)系統(tǒng)對(duì)操作員動(dòng)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(cè)可能發(fā)生的故障并對(duì)系統(tǒng)的未來(lái)擴(kuò)展進(jìn)度進(jìn)行規(guī)劃。得益于其獨(dú)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(shí)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(cè)和模擬軟件加以集成的解決方案，已經(jīng)在實(shí)際的客戶應(yīng)用中展現(xiàn)出了卓越的價(jià)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(lái)了“煥然一新”的卓越能力。

悠久的歷史既為這所大學(xué)帶來(lái)了卓著聲譽(yù)，也不免讓其面臨電力系統(tǒng)的可靠性挑戰(zhàn)。該校通過(guò)一座變電站為校園主要電網(wǎng)供電，不僅陳舊的中壓開(kāi)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(duì)此，施耐德電氣提供了包括全新中壓開(kāi)關(guān)、PowerLogic ION9000電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)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(diǎn)睛之筆”，即是通過(guò)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(gè)方面大大提升了全校電力系統(tǒng)的安全可靠性。

未來(lái)，依托數(shù)字孿生實(shí)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(duì)電力故障等“無(wú)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。

國(guó)電中星是一家專業(yè)的電力檢測(cè)設(shè)備廠家，密切關(guān)注電力電網(wǎng)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展與動(dòng)態(tài)，了解更多訪問(wèn)國(guó)電中星官網(wǎng)：yang-wu.com