W Grupie Energa, będącej częścią Grupy ORLEN, coraz więcej spółek wdraża nowoczesne technologie z zakresu sztucznej inteligencji, wspierające transformację energetyczną i podnoszące efektywność zarządzania majątkiem. Kolejnym przykładem jest projekt realizowany przez Energę Wytwarzanie, która tworzy cyfrowego bliźniaka (digital twin) turbiny wiatrowej.

Wykorzystując historyczne dane pomiarowe z własnych farm wiatrowych, doświadczenia eksploatacyjne oraz sygnały z czujników i systemu dystrybucyjnego SCADA, spółka przygotowuje ogólne wirtualne odwzorowanie turbiny wiatrowej. Możliwe do wdrażania na różnych farmach wiatrowych rozwiązanie wykorzystujące technologię AI, umożliwi precyzyjne monitorowanie pracy urządzenia i pełniejszą ocenę jego stanu technicznego. Pozwoli też na podejmowanie trafnych decyzji operacyjnych w czasie rzeczywistym.

Automatyzacja i zaawansowana analityka

Cyfrowy bliźniak turbiny wiatrowej pozwoli prognozować produktywność i awaryjność, m.in. analizując aerodynamikę łopat w warunkach rzeczywistych. Ułatwi także modelowanie obciążeń wiatrowych czy ocenę wpływu ekstremalnych zjawisk pogodowych na poszczególne urządzenia, zwiększając ich bezpieczeństwo. W efekcie zastosowanie sztucznej inteligencji w zarządzaniu tego typu jednostkami OZE nie będzie tylko odtworzeniem parametrów ich pracy, ale stanowić będzie źródło pogłębionej wiedzy na temat złożonych procesów zachodzących w turbinie.

Zintegrowana w projekcie sztuczna inteligencja zidentyfikuje drobne odchylenia w pracy podzespołów czy subtelne anomalie, które trudno jest wykryć tradycyjnymi metodami. Z kolei automatyczne raporty, analizy operacyjne i rekomendacje serwisowe usprawnią codzienną pracę operatorów, zwiększając bezpieczeństwo funkcjonowania farmy wiatrowej oraz pozwalając lepiej zarządzać ryzykiem operacyjnym i kosztami.

Przygotowania do pilotażu

Energa Wytwarzanie planuje pilotażowo zintegrować opracowanego przez siebie cyfrowego bliźniaka z maksymalnie trzema pracującymi turbinami wiatrowymi. Testy pozwolą zweryfikować skuteczność działania wirtualnych modeli oraz ocenić możliwość ich skalowania na kolejne turbiny i farmy wiatrowe. Dzięki temu spółka będzie mogła bezpiecznie i w sposób kontrolowany wdrożyć zaawansowaną technologię, maksymalizując korzyści biznesowe i eksploatacyjne.

Docelowo, integracja cyfrowego modelu turbin z czujnikami pomiarowymi zainstalowanymi na ich poszczególnych elementach oraz z systemem SCADA powinna zapewnić spójny obraz funkcjonowania całej farmy wiatrowej. Ułatwi to monitorowanie zużycia komponentów, szybszą identyfikację nieprawidłowości, ocenę warunków pracy i bardziej efektywne planowanie działań serwisowych. Operatorzy zyskają dzięki temu dostęp do kompleksowej wiedzy o instalacji, co usprawni zarządzanie majątkiem produkcyjnym.

Badania wskazują, że wykorzystanie technologii digital twin w obszarze zarządzania farmą wiatrową  pozwala istotnie obniżyć koszty operacyjne i konserwacyjne dzięki przejściu na metody utrzymania wykorzystujące wyspecjalizowane prognozy AI. Narzędzia oparte na pulpitach nawigacyjnych mogą jednocześnie zmniejszyć liczbę inspekcji terenowych oraz skrócić czas realizacji napraw.

Cyfrowa elektrociepłownia i sieć dystrybucyjna

Model budowany przez Energę Wytwarzanie to już trzeci cyfrowy bliźniak realizowany w Grupie Energa. W swojej działalności wprowadzają je również spółki Energa Kogeneracja i Energa Operator. Pierwsza tworzy cyfrowy odpowiednik Elektrociepłowni Elbląg, druga zaś - swojej sieci dystrybucyjnej

Cyfrowy bliźniak Elektrociepłowni Elbląg umożliwi przeprowadzanie wirtualnych symulacji funkcjonowania jej zróżnicowanych źródeł wytwórczych w oparciu o dowolnie przyjęte scenariusze. Pozwoli to projektować optymalne pod względem operacyjnym i ekonomicznym harmonogramy pracy jednostek wytwórczych EC Elbląg, zarówno w zakresie pokrycia zapotrzebowania miejskiej sieci ciepłowniczej, jak też produkcji energii elektrycznej.

Cyfrowy bliźniak sieci Energi Operatora będzie z kolei wirtualną reprezentacją infrastruktury dystrybucyjnej, która już teraz obejmuje blisko 200 tys. km linii elektroenergetycznych, ponad 60 tysięcy stacji transformatorowych, a także przeszło 3 miliony liczników zdalnego odczytu. Odwzorowane zostaną właściwości, stan i zachowanie poszczególnych rzeczywistych obiektów, z uwzględnieniem ich otoczenia i wzajemnego oddziaływania, z dokładnością sięgająca od dużych stacji i linii wysokiego napięcia, aż po pojedyncze punkty przyłączenia odbiorców.