Цифровые двойники в энергетической отрасли

Цифровые двойники в энергетической отрасли

Цифровые двойники — это виртуальная модель систем или процессов, которые существуют в реальном мире. Эта технология позволяет сделать качественнее мониторинг, проведение анализа и оптимизации, трансформируя работу отраслей за счет предоставления платформы для предсказуемого технического обслуживания, повышения операционной эффективности и инноваций.

Историческая справка

Концепция цифровых двойников восходит к 1960-м годам, когда NASA возникла необходимость моделировать условия космических аппаратов для управления полетами. Термин "цифровой двойник" был официально введен Джоном Виккерсом из NASA в 2010 году. С тех пор применение цифровых двойников расширилось на различные отрасли, включая производство и коммунальные услуги.

Применение в энергетической отрасли

В энергетическом секторе цифровые двойники играют ключевую роль в управлении генерацией, передачей и распределением электроэнергии. Они предоставляют комплексную и динамичную модель, интегрирующую данные из различных источников, таких как датчики, умные счетчики и прогнозы погоды, для оптимизации операций и улучшения принятия решений.

Управление и оптимизация сети

Цифровые двойники осуществляют помощь в мониторинге и управлении электрической сетью, определении потенциальных сбоев и оптимизации потоков энергии. С помощью моделирования различных сценариев энергетические предприятия способны принимать обоснованные решения для улучшения стабильности, эффективной работы сети.

Предсказуемое техническое обслуживание

Используя данные в реальном времени, цифровые двойники могут предсказывать отказы оборудования до их возникновения, что позволяет проводить профилактическое обслуживание. Это снижает время простоя и затраты на техническое обслуживание, обеспечивая надежное электроснабжение.

Интеграция возобновляемых источников энергии

С увеличением доли возобновляемых источников энергии: солнца, ветра, цифровые двойники позволяют балансировать спрос и предложение, создавая различные модели генерации и потребления. Они также помогают оценить влияние возобновляемых источников на сеть.

Компания Harbin Turbine Co. в Китае внедрила технологию цифровых двойников для улучшения проектирования и производства турбин. С использованием программного обеспечения для цифрового проектирования Siemens NX и программного обеспечения для управления жизненным циклом Teamcenter, компания смогла оптимизировать процессы проектирования, снизить количество ошибок и соответствовать международным стандартам. Это привело к повышению эффективности и сокращению производственных циклов, демонстрируя значительное влияние цифровых двойников на производственные процессы.

Повышение безопасности и соблюдение нормативных требований

Цифровые двойники также значительно способствуют повышению безопасности и соблюдению нормативных требований в энергетической отрасли. Постоянный мониторинг систем и оборудования позволяет выявлять потенциальные угрозы безопасности и обеспечивать соблюдение нормативных стандартов. Такой мониторинг в реальном времени позволяет принимать оперативные меры, снижая риск аварий и обеспечивая более безопасные условия труда.

Содействие декарбонизации

По мере перехода мира к декарбонизации цифровые двойники играют важную роль в этом процессе. Они позволяют более эффективно использовать ресурсы и оптимизировать процессы производства энергии, снижая выбросы углекислого газа. Например, цифровые двойники могут оптимизировать работу электростанций, снижая потребление топлива и выбросы при сохранении уровня выработки энергии.

Улучшение взаимодействия с клиентами и сервисов

Цифровые двойники также улучшают взаимодействие с клиентами и предоставление услуг. Энергетические компании могут предоставлять более точные данные о счетах и потреблении, предлагая клиентам информацию о их паттернах энергопотребления. Эта прозрачность может привести к лучшим практикам энергосбережения среди потребителей и улучшить удовлетворенность клиентов.

Европейские инициативы и сотрудничество

В Европе проект TwinEU стремится создать панъевропейский цифровой двойник для электрической сети, повышая ее надежность, устойчивость и интеграцию возобновляемых источников энергии. Поддерживаемый программой Horizon Europe, этот проект включает пилотные программы в 11 странах ЕС для демонстрации воспроизводимости инструментов цифровых двойников в различных географических и рыночных условиях. Ожидается, что это сотрудничество ускорит внедрение возобновляемой энергии и улучшит управление сетями по всей Европе.

Кроме того, Европейский Союз использует технологию цифровых двойников в рамках своей широкой стратегии зеленого и цифрового перехода, стремясь достичь экономики с нулевым уровнем выбросов углекислого газа. Интеграция цифровых двойников в энергетические системы рассматривается как критически важный шаг к этой цели, предоставляя инновационные решения для энергоэффективности и устойчивого развития.

Оптимизация решений для хранения энергии

Цифровые двойники играют важную роль в оптимизации решений для хранения энергии. Моделируя поведение систем хранения, таких как аккумуляторы, в различных условиях, энергетические компании могут улучшить их эффективность и срок службы. Эта способность особенно важна для интеграции прерывистых возобновляемых источников энергии, обеспечивая стабильное и надежное энергоснабжение.

Поддержка управления в чрезвычайных ситуациях

Цифровые двойники могут поддерживать управление в чрезвычайных ситуациях, моделируя и прогнозируя воздействия природных катастроф на электрическую сеть. Это позволяет энергетическим компаниям разрабатывать надежные планы действий в чрезвычайных ситуациях, улучшать стратегии реагирования и минимизировать время простоя и ущерб, вызванные такими событиями. Данные в реальном времени от цифровых двойников также могут помочь в быстром восстановлении и возобновлении электроснабжения после катастроф.

Роль в умных городах

В контексте умных городов цифровые двойники играют важную роль в интеграции различных городских систем, включая энергоснабжение, транспорт и водоснабжение. Они предоставляют целостное представление об инфраструктуре города, позволяя более эффективно и устойчиво планировать и управлять городскими ресурсами. Оптимизируя потребление и распределение энергии, цифровые двойники способствуют достижению общих целей устойчивого развития умных городов.

Инновационные решения от ИНФОПРО

Компания ИНФОПРО предлагает передовые продукты, которые интегрируют технологию цифровых двойников для улучшения управления и эксплуатации энергетических систем. Эти инструменты позволяют точно моделировать и мониторить в реальном времени, помогая энергетическим компаниям оптимизировать производительность, обеспечивать соблюдение нормативных требований и улучшать процессы принятия решений. Используя решения ИНФОПРО, энергетические компании могут лучше управлять своими активами, снижать операционные риски и повышать эффективность своих сетей.

Перспективы на будущее

Цифровые двойники в будущем в энергетической отрасли выглядит многообещающе. С развитием сферы искусственного интеллекта и машинного обучения цифровые двойники станут более сложными, предлагая более глубокие инсайты и автоматизируя процессы принятия решений. По мере перехода отрасли к умным сетям и увеличению использования возобновляемых источников энергии цифровые двойники будут играть ключевую роль в обеспечении устойчивой и эффективной энергетической системы.

Заключение

Цифровые двойники проводят революцию в энергетической отрасли, предоставляя мощный инструмент для моделирования, оптимизации и предсказуемого технического обслуживания. С развитием технологий их применение будет продолжать расширяться, стимулируя инновации и повышение эффективности энергетических систем по всему миру. Интеграция цифровых двойников — это не просто технологический прорыв, но и стратегический шаг к более устойчивому и надежному энергетическому будущему.