数字孪生技术助力澳大利亚绿色能源行业

将智能数字化设计扩展到小型基建工程

　　Essential Energy 的电网跨越 73.7 万公里，覆盖了澳大利亚新南威尔士州约 95%的地区，为 1,500 个地区、农村和偏远社区的 87 万多户家庭和企业提供电力服务。尽管覆盖面积很大，但 Essential Energy 的客户密度很小，每平方公里 1.7 个客户，这导致其运营成本与客户比率明显高于许多其他配电网服务提供商。由于客户群很少，需要为 140 万个电线杆架设的 18.4 万公里输电线的维护和支持提供资金，再加上降低运营成本的压力，Essential Energy 需要评估其基本工程项目，以找到一种低成本、低资源的解决方案。

　　Essential Energy 变电站设计团队的高级电气工程师 Matthew Turvey 问到：“我们如何在降低能源成本的同时，释放整个工程组合的价值?”该公司希望迈向数字化，因此想创建智能数字化设计系统。虽然智能数字化设计近年来已经得到应用，但它仅主要用于资本预算超过 1 亿澳元的大型项目。

　　Essential Energy 的变电站设计团队由不到 15 名成员组成，他们负责管理与变电站资产翻新、更换和建设有关的所有资本投资的设计。该团队的目标是弥合大型预算项目之间的差距，将智能数字化设计系统的相同端到端优势扩展到小型基建工程。Turvey 表示：“像我们这样与国营公用事业单位或私营公用事业公司合作的设计团队成千上万，他们需要低成本、低资源的解决方案，因此他们也可以采取下一步行动，释放智能数字化设计系统可以提供的价值。”

调研变电站设计流程

　　Essential Energy 及其变电站设计团队致力于提高其工程组合的设计性能和数字化效率，因此选择了 Brewarrina 变电站来调研变电站设计流程以及使用数字化技术取代耗时的手动任务的可行性。该地区是一个 22 至 66 千伏的农村场站，总容量约为 5 兆伏安，该地区容易发生恶劣天气事件，包括洪水、闪电、强风和沙尘暴。这些场站条件为数据采集带来了挑战，使传统现场调查变得危险且在时间和准确性方面效率低下。团队试验了包括地面扫描和 LiDAR 在内的几种选择，并将采集的图像转换为三维模型，用作新设计的基础。

简化数字化工作流

　　Essential Energy 已经熟悉 Bentley 应用程序，通过使用iTwin Capture Modeler 创建场站的数字化实景模型，为 Brewarrina 启动了其智能数字化设计系统工作流。Essential Energy 的高级绘图官 Jess Hammond 表示：“将数字实景模型复制到 ProjectWise 中，并作为使用 Bentley 的OpenUtilities Substation 为项目创建主要和次要工程图纸的基础。”所有实景模型、CAD 工程图纸和相关文档均通过 ProjectWise 存储和共享，使用链接而不是手动共享工程图纸文件，从而消除了不受控制的版本。该团队使用OpenUtilities Substation 完成了所有设计和制图任务。Essential Energy 使用 Bentley 的应用程序创建智能数字化设计系统，实现了虚拟设计校审，并简化了设计和工程图纸审批流程。

　　Bentley 的应用程序和 Microsoft 365 之间的数据互用性使 Essential Energy 能够自动将已批准的工程图纸转换为 PDF 副本，现场施工人员可以通过移动设备立即访问这些副本，从而确保所有相关方始终获得最新信息。Rogers 表示：“直到我们能够利用 Bentley 与 Microsoft 365 的合作伙伴关系，我们才能够规划一个工作系统，规划端到端解决方案。”施工完成后，Essential Energy 重新派出无人机拍摄场站照片并使用iTwin Capture Modeler 生成竣工模型，通过对初始设计进行施工后审计来完成闭环管理。

推动智能解决方案在能源行业的应用

　　通过将以前的手动流程自动化，Essential Energy 大大缩短了变电站设计时间。实施基于 Bentley 的智能数字化设计系统使 Brewarrina 的项目设计成本降低了 50%。Turvey 表示：“现在我们知道，我们已经弥合了差距，使智能数字化设计系统不仅在财务上适用于大规模预算项目，而且现在我们还可以以低成本解决方案提供相同的端到端项目收益。”

　　相比于以前的传统手动方法，使用低成本三维实景模型、碰撞检测和自动化工作流提高了质量和效率，减少了与设计和施工错误相关的返工，最大限度减少了差旅，提高了安全性并减少了 Essential Energy 的碳排放量。Rogers 表示：“智能数字化设计系统和实景模型可以提供准确的信息和突破性视角，使设计决策快速安全，并使施工人员能够减少中断时间，从而实现了电网的高恢复力。”

　　Essential Energy 在向智能数字化设计系统转型的过程中获得了许多好处，这也有助于 Essential Energy 向更全面的数字孪生转型，并推动采用新技术。随着能源行业不断推动降低运营成本，Essential Energy 踏上了资产管理之旅，以改变他们对基建工程项目的看法以及他们如何利用技术。他们的目标是在智能数字化设计系统和资产管理系统之间集成双向数据流和实时可视化，并识别高风险资产，从而改善澳大利亚能源行业的运营和维护流程。Rogers 表示：“关于数字未来，随着 Essential Energy 构建实景模型的数据湖，我们将能够使用人工智能帮助识别资产缺陷，并使用历史数据显示延时视觉调节模型。”

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