公用事业可以优化使用数字双胞胎的4个领域

过去几年，“数字双胞胎”一直是全球行业的流行语，尤其是在电力行业。当今的电网挑战——效率、清洁燃料的推动、风暴等——促使运营商寻找更新、更有效的方法来检查资产、分析运营，并为有影响的事件做好准备。在云计算和创新需求的推动下，基础设施的虚拟表示已经成为现实。今天，我们看到数字双胞胎在许多领域为公用事业提供价值。本文将探讨数字双胞胎可以极大地造福电力行业的四个主要领域——可再生能源、碳足迹、植被管理和工程分析。

使用数字双胞胎脱碳能源系统

公司通过多种方式整合数字双胞胎技术来减少碳足迹，包括太阳能、风能和地热元素的引入。虽然每种能源都是不同形式的可再生能源，但它们都面临着许多相同的挑战。

脱碳能源系统最具挑战性的障碍往往是公用事业公司的运营方式。因此，公用事业的运营是数字孪生技术可以提供最大影响的地方。数字双胞胎是企业现场基础设施的一个令人难以置信的详细表示。数字双胞胎无需派出团队查看和评估特定资产，运营商可以虚拟处理所有评估工作，从而减少了团队通常需要前往现场进行手动评估的次数。这也降低了需要部署的卡车数量，从而可以节省成本。一家公用事业公司最近在这一领域取得了成功，该公司与全球SaaS公司Neara合作，提供物理支持的平台，构建关键基础设施网络和资产的数字双胞胎。通过使用Neara的技术，该公司每年减少了部署在油田的卡车数量，从而节省了约500万美元。与公司成本和劳动力节省直接相关的是其碳足迹的减少。

公用事业公司需要能够以一种具有成本效益和准确的方式模拟他们的操作，同时与监管机构保持关于系统功能的准确沟通。借助数字双胞胎，公司可以建立模拟运营模型并远程预测性能，在不中断的情况下进行优化。通过自动化操作规程及其优化参数，好处是集体的;劳动力措施、成本和碳足迹的减少都在加速。

利用数字双胞胎优化植被管理

植被管理通常是维护公用事业系统中最昂贵、最重要的部分，因为它对网络、公共安全和服务交付构成了高风险。许多公用事业公司目前不得不实施一棵一棵的砍伐计划，这很耗时，而且并不总是准确。在这些计划中，通常使用光学数据对树木的生长和落水潜力进行预防性分析。但是光学数据并不像数字双胞胎内容那样广泛。

为了改进这一过程，Neara的数字双胞胎使用激光雷达(光探测和测距)扫描，在一个单一的集成平台上实现定制植被和离地间隙分析、3D可视化、优先级、风险分析和成本分析。该系统记录的数据包括树种和不同的入侵区域，直到网络中每个树枝的位置。随着时间的推移，存储在平台中的细致数据允许公用事业公司确定树木将如何生长，在哪些位置生长以及以何种速度生长。公用事业公司可以设置和迭代整个植被管理流程，从原始激光雷达导入到入侵区域合规，再到优化，再到为内部和外部团队构建仪表板和报告。虽然预先将数字孪生软件应用于运营成本较高，但预测能力所带来的效率是无价的，从长远来看可以帮助节省大量成本。

数字双胞胎与工程分析“，

数字双胞胎是资产管理的关键组成部分，提供了公用事业基础设施和数据点的全面视图。在收集公用事业公司的网络数据后，公用事业公司可以通过工程分析(也称为有限元分析)对其进行评估，该分析采用电力公用事业系统中存在的每个设备资产，并对其进行一系列分析。该工具可以一次运行数千个自动评估，发现潜在的风险，如导体断裂或级联极故障。这些信息可以验证维护计划，并支持有价值的项目，如野火风险缓解或电网加固，以确保适当的数据支撑设备维护周期。

捕获的相同数据可以用于预测分析，使公用事业能够在问题成为问题之前发现问题。与传统方法相比，工程分析具有更高的准确性，能够主动防范设备故障，确保安全可靠的电力输送。数字双胞胎可以为公用事业公司提供分析，以便在影响发生之前进行计划，比如知道何时需要重新连接电线或更换变压器。有了这些知识，公用事业网络可以变得更有弹性和结构化。

可再生能源集成的数字双胞胎

如今，公用事业公司面临着一个新的挑战:推动可再生能源的整合。公用事业公司越来越难以大规模地识别和管理输电线。公用事业提供商可能认为他们的基础设施得到了充分利用，但实际上并非如此。公用事业通常在线路容量以下运行，网络不在集成和使用的范围内。即使这种情况只发生在零星地区，公用事业公司也面临着巨大利润率差距的运营风险。数字双胞胎可以全面分析公用事业网络，并提供高度准确的结果，以确定差距，以便公用事业公司消除它们。鉴于可再生能源目前的利用不足，这些差距可能是可再生能源整合可以安全实现的领域。

数字双胞胎可以提供的另一个解决方案是简化审批流程。例如，在美国，当一家公用事业公司扩大不同的燃料来源时，州和联邦机构的审批过程效率低下。在某些情况下，由于涉及公用事业公司、公共事业委员会(PUCs)、环境倡导组织、消费者倡导组织、公用事业客户、发电机和可再生能源技术行业的广泛利益相关者谈判，批准燃料扩张可能需要长达10年的时间。此外,新建立的线结构,线条等可再生农场,目前没有“在”工业和快速迭代过程的能力是缺席,1)应用程序的顺序提交不管价值或大小,2)可再生能源需要使用大量的土地,所以找到一个特定的位置是一个问题(即风力涡轮机必须间隔均匀地分散到农场,这意味着他们不能塞进小空间),3)存在信息障碍，因为内容必须在众多玩家之间共享。

为了改进这一过程，数字双胞胎可以帮助创建一个简化的模型，在这个模型中，网络中的所有各方都可以在一个平台上查看、访问和贡献数字模型。它允许用户即时查看更改，并在项目中组装全部分支。各方还可以输入现有的约束条件、规则和场景，以便在麻烦处理项目的合作伙伴之前，快速对项目的可行性进行预评估。数字双胞胎加快了合作伙伴之间的审批流程，并在说明计划、变量和要求的同时证明合规性。该系统在建议项目到达机构之前收集了90%的建议项目，从而能够快速处理可行的可再生能源项目。

数字双胞胎还提供分布式能源(DER)测量，允许公用事业公司管理和监控网络可用性。公用事业公司可以通过数字孪生模型和负载流建模来验证容量，以添加太阳能和电动汽车充电器，从而进一步了解更多的可再生能源。

无限的可能性

这只是公用事业的数字孪生解决方案的好处的冰山一角，因为本文只涉及四个关键的高层领域。数字双胞胎将人类专家的数据与机器智能相结合，以新的、未经探索的方式推动工作的演变，从而重塑工程的基础。数字孪生技术的增加使用将继续为公用事业运营模式增加价值、弹性和效率。在过去的几年里，公用事业公司已经看到了这项技术的巨大价值和潜力。想象一下，五年后企业将会产生怎样的影响。