应对“无妄之灾”，如何利用数字孪生能力为电力系统及人员赋能？

一次停电事故，给油气平台带来的损失高达300万美元；一次电气故障，对半导体行业而言意味着380万美元的损失；而对于医院而言，每8小时的停电会损失约100万美元……这些“无妄之灾”导致的损失数字，听上去颇让人触目惊心。作为电力系统操作员、工程师和设施管理人员，该如何避免这些无谓的损失呢？

今天，得益于数字化、大数据等技术的发展，为电力系统赋予智能管理能力，已经成为了应对这一挑战的可行之道。据统计，40%的系统意外关闭，都是由操作员的失误所造成。如果能够利用智能化的前沿技术改善系统规划和设计，帮助人们识别并修复潜在隐患，将大大减少这些因意外故障和停电而造成的损失。

 

集成数字孪生平台，为电力系统“点石成金”

为了实现这一目的，行业的创新者正在利用以数字孪生技术为依托的预测仿真能力，为电力监控系统及其人员培训带来“点石成金”的赋能之道。

在近期举行的汉诺威工业博览会上，全球能源管理与自动化领域数字化转型专家施耐德电气就与旗下能源管理与工程解决方案的全球领导者ETAP共同展示了将EcoStruxure™ Power Operation电力监控系统（以下简称PO电力监控系统）与ETAP操作员培训仿真器（eOTS™）和ETAP电力系统监测和模拟软件（PSMS™）加以集成的解决方案。如此一来，操作员和工程师们将能够有效利用基于数字模型的电力系统培训和预测性分析，并从中受益。

对此，施耐德电气数字电力高级副总裁Sophie Borgne表示：“电力系统缺少智能管理能力可能会导致巨大的财务损失。将数字孪生平台和电力数据采集与监控系统进行集成，能够帮助企业避免因人为疏失而造成的系统意外中断、减少系统的启动和调试时间，同时还能评估操作员的操作意识和应对表现。”

预先洞见潜在挑战，提升决策准确性

这一集成解决方案，具体将从哪些方面为操作员、工程师和电力系统赋能呢？

通过系统集成，所有PO电力监控系统都可以实时连接到ETAP数字孪生平台，让操作员能够通过创建各种真实或模拟的操作情景，来更好地理解电力系统。借助基础的ETAP eOTS模拟和分析平台，操作员还可以利用自身熟悉的PO电力监控系统人机界面，在不影响实际操作的情况下，针对突发事项去设计并验证全新的操作程序。不仅如此，在系统集成后，电力系统工程师更可以提前预见潜在故障，并对系统的未来扩展进度进行规划。

将施耐德电气PO电力监控系统的实时数据导入电气数字孪生平台后，不仅能大幅减少故障时间，提升决策准确性，还能带来下列好处：

• 降低安全风险：这项技术可帮助企业在无实际危险的情境下，展开紧急事件和危险情况演练，有助于降低电气系统的安全风险。通过分析并解决不同的“模拟”故障情况，操作员的技能将得到很大提升，决策流程更加成熟，进而增强系统安全性。
• 进一步深度学习：ETAP eOTS™可支持操作员开发有效的操作序列和安全切换程序，并对各种情况下的电力SCADA系统响应进行验证。操作员培训仿真器能够营造出便利、安全和高效的学习环境，进而为维护安全、可靠的系统操作提供深刻的研究见解。
• 缩短响应时间：ETAP PSMS™软件具备预测分析功能，是一种基于模型的电力系统模拟软件，可利用实时数据和归档数据预测系统对操作员动作和事件的响应措施。ETAP PSMS™软件可帮助电力系统工程师预测可能发生的故障并对系统的未来扩展进度进行规划。得益于其独特且统一的事后分析和事件回放功能，ETAP PSMS™软件还能缩短设备意外故障的响应时间。

创新解决方案，为“百年老校”的电力系统赋予新生

此前，这一将PO电力监控系统与ETAP电力系统监测和模拟软件加以集成的解决方案，已经在实际的客户应用中展现出了卓越的价值。作为全省历史悠久的百年老校，于1908年成立的加拿大不列颠哥伦比亚大学就借助这一创新的集成解决方案，为该校的电力系统带来了“焕然一新”的卓越能力。

悠久的历史既为这所大学带来了卓著声誉，也不免让其面临电力系统的可靠性挑战。该校通过一座变电站为校园主要电网供电，不仅陈旧的中压开关设备影响了其电网的可靠性，“远程断路器操作+模拟”的操作方式也面临潜在的安全性挑战。此外，在电能质量的数据分析上，同样存在着效率瓶颈。对此，施耐德电气提供了包括全新中压开关、PowerLogic ION9000电能质量监测装置、PO电力监控系统、PME电能管理系统、ETAP PSMS™软件以及第三方保护继电器的全套解决方案。

这一解决方案的“点睛之笔”，即是通过将PO电力监控系统与ETAP PSMS™软件进行集成，从而为用户提供了卓越的模拟和分析功能。此外，软硬件一体化的解决方案还提供了整体电气控制系统的一体化视图，并确保了与第三方设备的互操作性和网络安全性能，从各个方面大大提升了全校电力系统的安全可靠性。

未来，依托数字孪生实现的仿真模拟和分析功能，不仅仅能够提前预警和应对电力故障等“无妄之灾”，更有望为电力系统赋予更多新的智能化能力，让我们拭目以待。