Ahogy halad előre a negyedik ipari forradalom, úgy növekszik a befektetés a különböző automatizálási folyamatokba. Ennek az élén jár a digitális iker technológia, amelyet a villamosenergiaipar is hasznosít.
A digitális iker felgyorsítja a negyedik ipari forradalmat
A digitális iker technológia felé elsőként az egészségügyben, az energetikában és a közlekedésben működő vállalatok mozdultak. Az ütemes fejlődés nyomán a technológia globális piaca a következő években szinte kilő, a 2020 -as 3,1 milliárd dolláros szintről 2026-ra elérheti a 48 milliárd dollárt is – áll az Ernst & Young egyik jelentésében.
A digitális iker megoldások telepítése és használata eddig főként a városi környezetben vett nagyobb lendületet. A nagyobb települések egyre inkább felfedezik a technológia előnyeit,legyen szó várostervezésről, vagy városüzemeltetésről. Az ABI Research piackutatófriss előrejelzése szerint a városok akár 280 milliárd dolláros megtakarítást is elérhetnek 2030 –ig a digitális iker használatával.
Költséghatékonyság érhető el többek között olyan fontos területeken, mint az energia és a közművek, a közlekedés, a biztonság és az infrastruktúra, de számos előnyt jelenhet a fenntarthatóságban, a széndioxid kibocsátás csökkentésében is.
A digitális ikertervezési megoldásokat kínáló vezető beszállítók közé tartozik a Siradel (távközlés, távfelügyelet, utcai lámpák, mobilitás), a DassaultSystèmes (generációs épülettervezés, energia, légáramlás, zöld infrastruktúra), a Siemens (épületek, elektromos digitális iker), az ANSYS (világítás, Covid-19), az IES (energiatakarékos kampuszok), a Bentley Systems (kikötők, vízelosztás), valamint a Microsoft, az AutoDesk,és a PTV (szállítás).
Hogyan birkóznak meg az áramszolgáltatók az adatrobbanással?
A villamosenergiaiparon belül az egyik ígéretes piaci lehetőség az áramhálózatokban rejlik. Fizikai áramhálózatból ugyan csak egy van, de egy tipikus segédprogram sokféle hálózati modellt is képes fenntartani. Mindegyik valamilyen vállalati területhez kapcsolódik, legyen az a tervezés, a működtetés, a vagyonkezelése, a térinformatika, az áramkimaradás-kezelés vagy a hálózatok védelme.
Az ezekből származó adatok szinkronizálása valódi kihívás, ugyanis minden rendszer saját adatformátummal és egyéb specifikus elemekkel dolgozik. Saját csapata van az adatok karbantartásához, a digitális adatsilók létrehozatalához.
Az ezen rendszerek közötti adatcsere során tapasztalható problémák – vagy ami még rosszabb, az adatcsere teljes hiánya – komoly következményekhez, akár rendszerszintű áramszünetekhez is vezethetnek.
Noha a közművek sok időt és pénzt fordítanak az adatvesztés elkerülésére, a helyzet egyre súlyosbodik. A legújabb ipari trendek: az elosztott energia, a megújuló energiaforrások és a digitalizáció növelik a hálózati kapcsolatok számát és még több adattal árasztják el a rendszereket. Az adatrobbanás új kihívásokat, de értékes lehetőségeket is jelent az energiaszektor közműszolgáltatói számára.
A dinamikus környezetben való boldoguláshoz a közműveknek le kell bontaniuk a hagyományos siló rendszerek közötti korlátokat,elő kell segíteniük a zökkenőmentes adatcserét a teljes informatikai környezetükben.
Az optimális hálózati teljesítmény érdekében a közművek olyan megoldást igényelnek, amely zökkenőmentes és egységes adatcserét biztosít a belső és külső közműtartományok között.
A Siemens ezeket a kihívásokat elkerülő, Electrical Digital Twin(EDT) megoldásával 90 százalékos időmegtakarítás érhető el a hálózati modell létrehozatalában és karbantartásában. Pontosabb lesz az átviteli tervezés, jövedelmezőbb és hatékonyabb a rendszer működése.
Csökkenhet az informatikai integráció költsége, elkerülhető a modellezés duplikációja, fenntarthatóvá válik a cégek adatkezelése. A megoldás biztosítja az előrejelző karbantartást és a beruházási és egyéb gazdasági költségelemzést is.
A valós és virtuális világ összekapcsolása
A szimulációs megoldás lényegében szorosan összehangolja a valós és a virtuális világot azáltal, hogy a közműveknek egyetlen forrást biztosít az adatok modellezéséhez.
Az adatokat különböző rendszerekből szinkronizálják, majd egy többfelhasználós adatbázisba terelve szabványosítják. A közös hálózati modell megkönnyíti a szimulációt az összes érintett területen, beleértve az elektromos tervezést, az üzemeltetést és a karbantartást.
A Siemens-féle EDT gyártósemleges és nagymértékben testreszabható.A rendszer többféle telepítési lehetőséget is ajánl, lehet szó telephelyi(on premise), vagy felhő alapú, vagy hosztolt megoldásról is.
„Az áramhálózat digitalizációja új feladatokat ró az energiaszolgáltatóknak. Új szereplők jelennek meg, továbbá a növekvő energiakereslet, a növekvő hálózati terhelés pedig még komplexebbé teszi a működtetést, a tervezést. Az energetikai adatbázisok egy platformra hozása, az egymásra ható rendszerek digitális mása megkönnyíti a komplexitás kezelését, a fizikai áramhálózatok megtervezését, és mérés által közelebb kerülhetünk a fenntarthatósághoz is”- mondta Balasa Levente, a Siemens Zrt. divízióvezetője.
A védelmi rendszerek menedzsmentje
A rendszerüzemeltetők, tervezők és a biztonsági mérnökök egyre nagyobb kihívásokkal szembesülnek a közműrendszerek védelme kapcsán is. A kihívások közé tartozik a digitális technológia terjedése, a védelmi rendszer gyorsan szaporodó adatpontjai, úgy mint a digitális relék, alállomások stb., és egyre nagyobb a nyomás a hálózat megbízhatóságának maximalizálása érdekében.
Az EDT ugyanakkor lehetővé teszi a rendszerek és eszközök közötti szinkronizált adatcserét, a skálázható adatgyűjtést és tárolást, az automatizált védelmi beállítások kiszámítását.
Ezek csökkentik a védelmi modellekben előforduló hibákat, lehetővé téve a rendszer határközeli működését. Kevesebb erőt kell ezáltal fordítani a védelmi modellek szinkronizálására.
Az automatikus és adaptív védelmi beálIítások segítségével pedig jelentős idő takarítható meg, és növelhető a hálózati rendszerek megbízhatósága.
Finn példa a hálózati modell menedzsmentre
A Fingrid Finnország átviteli rendszerüzemeltetője, amely a hálózatok tervezéséért is felelős, ez a cég esetében több mint 14 ezer kilométernyi 400, 220 és 110 kilovoltos távvezetéket és több mint 100 alállomást jelent.
A múltban a Fingrid hálózati beruházásainak a tervezése során az adatokkal kapcsolatos feladatok – kézi begyűjtés, ellenőrzés, adatok egyesítése – vitték el az idő 80 százalékát, mindössze 20 százalék jutott a tényleges elemzésre.
Az elmúlt években a decentralizált, megújuló energiaforrások növekedése, a hagyományos erőművek lecserélése nehezítette meg a hálózati rendszer egyensúlyának a fenntartását.
A cég 2016 -ban kötött megállapodást a Siemensszel, a digitális hálózati modell (ELVIS) bevezetésére, amely támogatja eszköz- és üzemeltetéskezelésük, valamint infrastrukturális beruházásuk tervezését.
A modell nemcsak a múltbeli és valós idejű adatokhoz kapcsolódik, hanem olyan mérésekkel, és gazdasági elemzésekkel kombinálható, amelyek előre jelzik a jövőbeli energiafogyasztást.
Az Electrical Digital Twin azóta is lehetővé teszi a Fingrid számára, hogy jelentős időt és pénzt takarítson meg, amit korábban a modell manuális karbantartására fordított. Azóta fordított a helyzet az adatgyűjtési és ellenőrzési folyamat most csak az idő 20 százalékát veszi el, míg a 80 százalék a döntő fontosságú elemzési feladatokra juthat.
