Sensgear®: Einrichtung eines digitalen Zwillings in Australien

Siemens hat in einer HGÜ-Konverterstation, die zur Verbindungsleitung Basslink zwischen Victoria und Tasmanien in Australien gehört, einen Testaufbau für einen digitalen Zwilling eingerichtet. Mit Hilfe der Lösung lässt sich die thermische Belastung am Transformator simulieren, was dem Bediener ermöglicht, die Leistung und den Lebensdauerverbrauch des Transformators zu optimieren und zu steuern.

Sensformer® advanced: erstes Pilotprojekt in Australien

Seit Einführung des Sensformer® bei der Hannover Messe im letzten Jahr, liefert Siemens Sensformer® Einheiten mit digitaler Konnektivität aus. Das Erfolgskonzept des digitalen Transformators erobert also die Welt – und wird gleichzeitig stets weiterentwickelt. Nun wurde das erste Sensformer® advanced Projekt in Australien installiert.

 

Die 400-kV-Übertragungsleitung Basslink, welche Victoria und Tasmanien in Australien verbindet, wurde 2006 installiert. Bisher wurde diese gemäß den Betriebsgrenzwerten der Komponenten und dem Umspannwerk betrieben. Mittlerweile ist es allerdings manchmal erforderlich, die Maximallast zu übertragen, um den Energielastspitzen in Australien oder Tasmanien gerecht zu werden. Da der Energiebedarf weiter steigt, ist es für den Bediener von Bedeutung, Einblicke in das Verhalten und die Alterung der Betriebsmittel zu erhalten, um ihre Funktionalität über die geplante Lebenszeit hinweg zu gewährleisten.

Digital Twin Operation

Eine Inspektion der wichtigsten Komponenten wie beispielsweise Ventile der Konverterstation, Kabel und Leistungstransformatoren hat ergeben, dass sich die Betriebsmittel im Allgemeinen in gutem Zustand befinden. Insbesondere die HGÜ-Transformatoren – klassische HGÜ-Einheiten mit 196 MVA für die 550-kV-Ebene auf der Hochspannungsseite – sind nach 10 Jahren Betrieb immer noch in gutem Zustand. Um tiefere Einblicke in Alterung und Verhalten unter Volllast zu erhalten, wurden sie mit zusätzlichen Sensoren ausgestattet, die dem Bediener einen vollständigen Überblick über die thermischen Bedingungen in Echtzeit verschaffen. Die gemessenen Daten ermöglichen nun eine signifikant verbesserte Simulation und Visualisierung von thermischen Abbildern des Transformators. Durch das Protokollieren und Dokumentieren dieser Abbilder kann ein individuelles thermisches Modell erstellt werden. Dieses simuliert künftige Betriebszustände des Transformators auf Basis eines vordefinierten Parametersatzes oder auf Grundlage von einzeln eingestellten benutzerdefinierten Parametern. So kann ein verbesserter Algorithmus für die Lastprognose implementiert werden, der die Alterung nach einer bestimmten Betriebszeit mitberücksichtigt. Diese so genannte "Digital Twin Operation" ermöglicht die Lastprognose des Transformators und der Transformatorleitung auf Basis eines auf dem Betrieb der Einheit beruhenden Echtzeitabbildes des Transformators. Mark Bostedt, Site Engineer von Basslink, ist überzeugt davon, dass der digitale Zwilling den Betrieb der Verbindung optimieren wird: „Siemens' kontinuierliche enge Zusammenarbeit mit Basslink unterstützt die Entwicklung von neuen Softwaremodellen, die dem weiteren erfolgreichen Betrieb der Basslink-Verbindung zugutekommen. Die beiden Unternehmen arbeiten gemeinsam daran, ein positives Ergebnis zu erreichen.“

Digitale Verbindung für optimierten Betrieb

Dr. Beatrix Natter, CEO von Siemens Transmission Products, zur Lösung: „Nachdem wir im letzten Jahr unser Portfolio digital verbundener Transformatoren, genannt Sensformer®, auf den Markt gebracht haben, gehen wir bei der Digitalisierung im Umspannwerk mit diesem Projekt noch einen Schritt weiter. Durch die Einführung eines digitalen Zwillings in der Energieübertragung erhalten wir jetzt bereits einen Einblick, wie Umspannwerke und die Energieübertragung in der Zukunft betrieben und optimiert werden.“

 

Das Pilotsystem wurde Mitte 2018 in der Loy-Yang-Konverterstation installiert. Die Ergebnisse fallen nach den ersten Monaten Betrieb bereits präzise aus. Dies ist insofern bemerkenswert, da das System an einem Transformator installiert wurde, der bereits seit 10 Jahren betrieben wird. Die Pilotphase läuft derzeit noch. Es ist jedoch geplant, das gleiche System an allen drei Transformatoren der Loy-Yang-Konverterstation einzubauen, um in Zukunft die höchste Leistungsfähigkeit im Betrieb von Basslink zu erzielen.

Siemens Transmission Products

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