Использование «цифровых близнецов» для увеличения производства и сокращения затрат на плавучих оффшорных ветровых электростанциях.
Имея активы, установленные далеко от берега в суровых условиях, производители морских ветряных турбин и операторы проектов обращаются к новым цифровым инструментам для оптимизации производительности, увеличения выработки электроэнергии и минимизации простоев.
Одним из таких инструментов является использование цифровых копий или «близнецов» физических турбин, для проведения мониторинга морских ветряных проектов в режиме реального времени.
Инвестиционная программа энергетических инноваций, финансируемая Калифорнийской энергетической комиссией (EPIC), предоставила грант на 2 млн. долларов норвежской инжиниринговой компании Aker Solutions и Cognite (Осло) по разработке промышленного программного обеспечения, для разработки цифровой двойной модели плавучих оффшорных ветряных турбин, которые могут быть развернуты вдоль береговой линии Калифорнии к середине 2020-х годов.
Компания Aker Solutions работала над цифровыми двойниками для промышленности в сфере энергетики, коммунального хозяйства, судоходства, нефти и газа и производства, но новый исследовательский проект первый для плавучих ветряных турбин в открытом море.
Грант был выделен в рамках программы EPIC, направленной на развитие технологий ветроэнергетики следующего поколения и ускорение развития перспективного зарождающегося оффшорного ветроэнергетического рынка «Золотого штата».
Платформа Aker Solutions и NextWind для мониторинга состояния в реальном времени Cognite будут получать репрезентативные данные с типичного оборудования, которое будет использоваться на плавучей морской ветряной электростанции для разработки реального проекта.
Цель состоит в том, чтобы генерировать данные, которые позволят улучшить производство электроэнергии, эксплуатацию и техническое обслуживание (O & M), а также экологические показатели на протяжении всего срока эксплуатации проекта.
Реальным проектом, приведенным в качестве потенциального тематического исследования, является плавучая морская ветряная электростанция мощностью от 100 до 150 мегаватт, предложенная Управлением по энергетике Redwood Coast и консорциумом частных компаний, включая Aker Solutions, для вод, расположенных более чем в 20 милях у побережья города Eureka в Северной Калифорнии.
Одним из партнеров консорциума по проекту Redwood Coast Offshore Wind является EDP Renewables - крупнейший в мире владелец / разработчик ветряных активов, что подразумевает серьезный интерес к технологии.
GE Renewable Energy разработала первую цифровую ветряную электростанцию в 2015 году и добавляет двойную функциональность к программной платформе компании Predix.
Дженерал Электрик разрабатывает приложение с использованием технологии цифровых твинов, которая позволит инженерам принимать лучшие решения о том, когда запускать морские турбины на полную мощность в море.
Отстоять рынок оффшорных ветров.
До начала строительства «цифровые близнецы» позволяют планировщикам выполнять моделирование для анализа и прогнозирования затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание проекта.
Но, «реальная отдача с точки зрения снижения затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание, придет, когда проекты будут введены в эксплуатацию и начнут собирать данные и обрабатывать их».
В этот момент операторы смогут использовать «цифровой близнец» для сравнения идеализированного, спроектированного состояния оборудования с фактическим состоянием реального проекта.
Мониторинг в режиме реального времени с помощью датчиков, встроенных в оборудование, должен помочь владельцам ветропарков избежать дорогостоящего незапланированного обслуживания или ремонта.
Ожидается, что работа над исследовательским проектом по «цифровым близнецам» при поддержке EPIC начнется в мае или июне этого года, а завершение запланировано на начало 2023 года.
Появление «цифровых двойников» для оффшорных турбин.
«Цифровые близнецы» не являются новой концепцией и играют все большую роль в ветроэнергетике.
Ведущие турбины [производители] уже имеют «цифровых близнецов» в установленном парке, которые помогут оптимизировать производительность турбины и снизить затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание в течение срока службы оборудования на прогнозируемое техническое обслуживание компонентов.
Цифровые модели помогают определить влияние на физические турбины.
Виртуальные датчики контролируют состояние турбин: осуществляют температурный вибрационный контроль, а так же любые отклонения от параметров по сравнению с нормой.