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预见电力系统的未来 化“小概率”为“零风险”

北极星输配电网  来源:施耐德电气    2020/5/14 9:20:21  我要投稿  

北极星输配电网讯:在大多数人眼里,停电只是小概率事件——或是某个夏日里空调的突然罢工;或是某个夜晚眼前的突然一黑……即使发生了,也能很快“重见光明”。然而,对于一些关键场所而言,再小的概率,再短的时间,一旦出现断电,都可能会造成不可估量的后果和损失,电力可用性尤为重要。

去年,某知名半导体厂商的工厂发生了一起断电事故,虽然过程仅仅持续了13分钟,却因硅晶圆材料的特殊性,导致当时处于生产中的晶圆全部报废,为厂商带来超过3亿美元的损失。

与之类似,在数据中心这样的关键基础设施领域,意外停电会导致用户无法正常访问应用程序,从而使得企业业务和声誉受到直接影响。艾默生网络能源和波耐蒙研究所的一项研究显示,数据中心意外停电每分钟造成的损失可超过5000美元。

除了巨额的财务损失,断电甚至还有可能危及人员生命。在医疗机构中,攸关病人性命的ICU、手术室等场所绝对不能意外停电,否则会直接耽误病患的救治;在化工工厂中,如果重要控制装置在生产操作过程中突然停电,就有可能发生爆炸进而造成人员伤亡……

显而易见,这些关键场所对配电系统稳定性的追求并不是“小概率”,而是“零故障、零风险”。在中低压配电领域专家施耐德电气看来,预测性维护是实现从“小概率”到“零风险”跨越的关键。预测性维护的本质在于“防患于未然”,也就是在可能的故障发生之前就提前预知,将风险扼杀于摇篮之中,进一步提高电力可用性。

数据是“预见未来”的基础

过去,绝大多数企业都会定期对电力设备部件进行检修和更换,也就是传统的预防性维护(preventive maintenance),即为了消除设备失效和非计划性生产中断等因素而策划的定期活动。

预测性维护(predictive maintenance)则更进一步,它能提前察觉设备的潜在故障以及预计失效时间,帮助企业制定最优的运维计划,降低人力成本,减少停机次数,提高生产效率。

于是问题来了,预测性维护究竟是如何“预知未来”的呢?我们不妨举个例子:一个表面看起来没有任何病症的人,如果想了解自己的真实健康状况,应该怎么办?最直接的方式就是选择去医院体检。医生通过将抽血、拍片收集到的生理数据与正常指标进行比对,就可判断当事人有没有潜在的疾病风险。

同理,电力网络预测性维护的基础就是通过各种手段进行电力设备运行数据的采集,并将设备运行数据与安全参数范围进行比对。当电力网络的设备运行数据偏离安全参数范围时,亦或是当保护整定值偏离其原始设计时,系统能够对其进行识别,进而分析和判断设备的劣化趋势、故障部位、原因,并预测变化发展、提出防范措施。

充分的数据采集是实现预测性维护的基础,然而,在传统配电系统的管理中,人工运维模式依旧是常态,这存在许多显而易见的问题。首先,随着配电系统的日益庞大和复杂,人工运维的难度高、任务重、成本高、效率低下;其次,仅靠人工无法实现设备运行数据的实时获取,这使得运营者无法及时获悉电力系统中各线路的状态、断路器寿命等信息;第三,人工抄录数据容易出现错漏,之后形成的纸质档案既不便于查询,也容易因为火灾等意外情况而损毁;第四,在疫情这样的特殊时期,应该避免医院运维人员前往设备现场的次数,否则会增加被感染的风险。

基于以上种种挑战,用信息化的电力资产管理模式替代纸质化的传统管理模式,用数字化手段赋能传统电力运维,已经势在必行。

让“未来”不再遥不可及

目前,包括医院后勤部、商业建筑运维管理部、数据中心运维部在内的用户已经认识到了预测性维护对提升其运维效率的重要意义;包括总包方、系统集成商、成套厂在内的企业已经意识到数字化手段是提升其竞争力的重要武器。他们缺乏的,是一条切实的落地路径。

基于自身在智能配电领域的多年探索和实践,施耐德电气的EcoStruxure架构与平台能够为客户提供从互联互通的产品到边缘控制层再到应用、分析与服务的完整数字化解决方案。

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首先,用户需要为自己的电力资产建立专属的“数字化档案室”,并希望能对运维计划、文档、工单、日志进行统一管理,这个过程当然越简单越好。在互联互通的产品层,施耐德电气于去年重磅推出的Digital logbook(施耐德千里眼™智联日志)是电力运维人员获悉设备运行状况的“最佳帮手”。

这是一个面向电气设备制造商、运维管理人员、工程公司及运维服务商的电气资产全生命周期数字化管理平台,用户通过二维码即可录入资产信息。如果电力运维人员想了解任何资产的相关信息,只需“扫一扫”就能快速定位,查阅设备文档信息;资产再多、分布再广也不用担心,Digitallogbook(施耐德千里眼™智联日志)可以实现分布式站点的集中管理;又因为所有的系统图纸及运维记录都永久性储存在云端,所以也无需担心数据的丢失;日常运维中就更省心了,运维人员可以直接一键添加运维计划,提前预置计划提醒;每次运维完成,都会生成运维工单及运维日志,实现闭环式的工单管理。

收集数据只是基础,预警风险才是目的。比如,某医院因为疫情的影响,配电系统一直处于高负荷运转状态,导致部分电路出现老化。那么医院后勤部一定希望立刻能在PC端/手机端收到警报信息,并获得风险设备、部件或线路的详细位置和数据,促使运维人员在断电之前就及时排除隐患。

施耐德电气现场监测层的PME/PSO电能管理软件和EcoStruxure™Facility Expert(施耐德™千里眼运维专家)具有强大的边缘控制能力,能够帮助客户实现包括电能质量监测分析、配电资产及能耗管理在内的配电系统现场级整体管理 。一旦出现电力设备或部件运行数据出现偏离正常范围的情况,会及时通知相关人员。

然而,因为成本的原因,并不是所有的用户都具备数量充足的专业运维人员,很多时候,即使用户知道哪里有风险,也不知道应该如何采取措施去解决。这时,就是应用、分析与服务层的EcoStruxure™Asset Advisor(施耐德千里眼™资产顾问)大显身手的时候了。它就如同一位用户身边的资深专家,能够给出专业的指导意见,告诉用户应该采取哪些具体措施以消除风险。

这一套完整的方案普遍适用于对供电连续性要求高、设备分散且需要集中管理以及运维管理难度大的用电场所,如医院、数据中心、电子厂房……其可以为用户的配电系统提供7天*24小时的绝对守护。

结语

对关键行业而言,电力可靠性意味着更高的生产效率、更低的运维成本和对人员安全的更好保护,预测性维护则是保证电力安全、可靠的关键环节之一。

从内部来看,将预测性维护用于优化生产操作,会带来20-30%的效率增益;从外部来看,设备制造商如果引入预测性维护服务,则有可能扭转当前竞争业态;从战略角度评估,预测性维护代表着工业服务化和未来商业模式转变的历史选择。让关键配电设施远离黑暗,将不再是愿景,而是现实。


原标题:预见电力系统的未来,化“小概率”为“零风险”

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