如何利用數字孿生能力為電力系統及人員賦能？

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，對半導體行業而言意味著380萬美元的損失；而對于醫院而言，每8小時的停電會損失約100萬美元……這些“無妄之災”導致的損失數字，聽上去頗讓人觸目驚心。作為電力系統操作員、工程師和設施管理人員，該如何避免這些無謂的損失呢？

今天，得益于數字化、大數據等技術的發展，為電力系統賦予智能管理能力，已經成為了應對這一挑戰的可行之道。據統計，40%的系統意外關閉，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改善系統規劃和設計，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”，如何利用數字孿生能力為電力系統及人員賦能？

集成數字孿生平臺，為電力系統“點石成金”

為了實現這一目的，行業的創新者正在利用以數字孿生技術為依托的預測仿真能力，為電力監控系統及其人員培訓帶來“點石成金”的賦能之道。

在近期舉行的漢諾威工業博覽會上，全球能源管理與自動化領域數字化轉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導者ETAP共同展示了將EcoStruxure? Power Operation電力監控系統（以下簡稱PO電力監控系統）與ETAP操作員培訓仿真器（eOTS?）和ETAP電力系統監測和模擬軟件（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字模型的電力系統培訓和預測性分析，并從中受益。

對此，相關業內人士表示：“電力系統缺少智能管理能力可能會導致巨大的財務損失。將數字孿生平臺和電力數據采集與監控系統進行集成，能夠幫助企業避免因人為疏失而造成的系統意外中斷、減少系統的啟動和調試時間，同時還能評估操作員的操作意識和應對表現。”

預先洞見潛在挑戰，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、工程師和電力系統賦能呢？

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

將電力監控系統的實時數據導入電氣數字孿生平臺后，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：這項技術可幫助企業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，進而增強系統安全性。

進一步深度學習：ETAP eOTS?可支持操作員開發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境，進而為維護安全、可靠的系統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模擬軟件，可利用實時數據和歸檔數據預測系統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工程師預測可能發生的故障并對系統的未來擴展進度進行規劃。得益于其獨特且統一的事后分析和事件回放功能，ETAP PSMS?軟件還能縮短設備意外故障的響應時間。

創新解決方案，為“百年老校”的電力系統賦予新生

此前，這一將PO電力監控系統與ETAP電力系統監測和模擬軟件加以集成的解決方案，已經在實際的客戶應用中展現出了卓越的價值。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新的集成解決方案，為該校的電力系統帶來了“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的可靠性挑戰。該校通過一座變電站為校園主要電網供電，不僅陳舊的中壓開關設備影響了其電網的可靠性，“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。此外，在電能質量的數據分析上，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、PowerLogic ION9000電能質量監測裝置、PO電力監控系統、PME電能管理系統、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電力監控系統與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的一體化視圖，并確保了與第三方設備的互操作性和網絡安全性能，從各個方面大大提升了全校電力系統的安全可靠性。

未來，依托數字孿生實現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”，更有望為電力系統賦予更多新的智能化能力，讓我們拭目以待。

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