越南国家输电公司数字化之旅

越南国家输电公司数字化之旅的启示 2023年7月 Summary 本案例研究的重点是越南国家输电公司（EVNNPT）如何在运营和维护该国的输电基础设施方面应用包括人工智能（AI）在内的最先进技术。EVNNPT成立于2008年，是负责开发，运营和维护越南输电系统的国有企业。它是越南电力（EVN）的全资子公司-该国唯一的电力批发商-该公用事业公司在越南的所有电力子行业运营。 电力传输基础设施的运营和维护(O&M)是一项核心公用事业活动，因为它对服务可靠性、运营成本和费用有影响。有效的运营和维护对于提高资产的可用性、防止故障、减少停机时间以及在资产变得不可用时实施策略以减少供应中断至关重要。 EVNNPT的管理人员超过7,800名员工使用高压设备，并且经常处于困难和危险的条件下，EVNNPT的管理人员认为确保工人的安全以及系统的有效运行极为重要。任何缺乏了解，混乱或疏忽的安全和正确操作的电气设备可能会导致事件，对越南的整个国家电力系统产生负面影响。为了确保工人的安全，提高生产率并提高电力系统的可靠性，EVNNPT已经开始了数字化改造的过程。 EVN NPT的数字化之旅 自1996年以来，EVN在世界银行的协助下实施了一系列项目，本案例研究涉及最近的一个项目-传输效率项目（TEPP131558），该项目于2014年至2021年在越南实施。TEP的关键组成部分之一是在EVNNPT的传输网络中应用数字技术，以开发“智能传输电网”。该组件解决了变电站监视，控制和保护设备的错误操作，该错误操作导致超过60％的网络变电站故障，并导致系统的脆弱性和可靠性挑战。随着EVNNPT的500V和220V变电站中的监控，控制和保护设备的现代化，以提高整个电力系统的可靠性，该组件还使配电网中的一些批量供应点现代化。 TEP项目得到了EVNNPT实施的其他举措的补充，这些举措将最先进的技术纳入2021-2025年的数字化转型计划中，这是越南到2025年国家数字化转型计划的一部分。后者由总理批准，遵循越南工业和贸易部批准的智能电网路线图的国际互操作性标准。值得注意的是，EVNNPT本身制定了详细的实施计划，以便实现其数字化目标。 采用的技术概述 EVNNPT采用了实时监控以及增强监督和维护技术的组合。下表介绍了这些技术及其相关用途和好处的概述。有关这些技术的详细说明，请参见附录。 表：EVNNPT采用的数字技术概述 实施结果 到2023年4月，EVNNPT已运营141个计算机控制变电站，占公用事业变电站的83％。该总数包括海防市ThyNgye区的一个220V变电站，这是越南第一个全数字化220V变电站。迄今为止，占越南变电站73％的97个220千伏变电站已升级为无人操作，这意味着每个变电站都可以从各自的区域调度中心远程操作。到2025年，100％的EVNNPT的220V变电站将由区域电力调度中心进行数字化和远程操作。 到2023年4月，装备了80架无人机（UAV）来检查电力线，在不久的将来还将装备120架无人机。此外，人工智能最初被用于分析无人机收集的图像。人工智能图像处理摄像机的应用目前正在测试中，人工智能摄像机已经安装在电力线塔的顶部，特殊位置有复杂的走廊，如建筑区、工业园区、港口、仓库和火灾频繁的森林。当异常情况发生时，AI摄像头会立即向各自变电站的操作人员发出警告信号。根据天气条件，例如温度，太阳辐射和风速和风向，对输电线路的负载能力进行在线监测可以有效地帮助操作人员。雷电监测和预警系统发出关于可能产生雷电的雷暴的形成和出现的警告，这将危及输电网，并且该系统还可以定位和确定雷电的参数。安装在220-500V线路上的故障定位设备可帮助操作员快速识别公差约为200米的问题点。 此外，输电网上100％的设备数据已通过电力管理信息系统（PMIS）软件数字化，100％的计量数据已连接到仪表数据管理系统（MDMS）。 EVNNPT计划培训其所有员工如何使用平板电脑定期检查电力线，变电站和实验的状态，以及使用管理软件维修设备。 近2,200名在输电线路上工作的工人将过渡到使用平板电脑、无人机和人工智能数据分析的“数字劳动”;近1,600名在变电站工作的工人将过渡到“数字劳动”，尽管使用计算机集成的平板电脑和控制系统;近1000名测试和维护工人将使用实验管理软件和平板电脑对变电站设备进行定期实验。 经验教训 EVNNPT具有以下宝贵的经验，可与计划在其传输系统中实施数字O＆M解决方案的其他公用事业公司分享： 采用数字技术来保护和控制传输系统设备的好处大大超过了实施这些技术的成本。首先，与它们保护的传输系统设备的价值相比，实施这些技术的成本可以忽略不计。其次，这些技术可以大大提高传输系统的安全性和可靠性，从而保护工人免受事故，并减少可能损害系统可靠性的事件。因此，随着安全性的提高，这些技术提高了劳动生产率，并降低了传输损耗。这些传输系统的好处甚至适用于低收入国家。在EVNNPT的案例中，在2016年至2020年期间，在其传输系统中实施数字技术的事故逐年减少，传输损失低于EVN在2016-2020年五年计划中设定的目标，劳动生产率每年提高17％。 越南的经验表明，实施数字化需要管理人员和员工具备实施这些技术的能力。EVNNPT的管理层和员工选择、采购和实施数字技术的能力非常高。尽管他们选择的技术通常基于国际顾问或供应商的演示文稿提供的建议，但数字化过程几乎完全由EVNNPT的管理层和员工计划和执行。在考虑哪种技术最适合公用事业公司之后，EVNNPT的管理层通过竞争性招标采购了该技术。EVNNPT方法的另一个特点是在将技术推广到整个公用事业公司之前进行技术试验。虽然EVNNPT有很高的内部能力来执行其数字化计划，但公用事业的。高效的管理和决策能力是其他公用事业公司在实施数字技术之前应该具备的最重要的有利条件。 最大限度地发挥数字技术的功能和优势,公用事业公司的员工必须有足够的能力。这可能涉及雇用具有相关技能的数据科学家和信息技术专家，或者培训员工，使他们发展必要的技能。就EVNNPT而言，公用事业公司开发了提高认识和培养员工技能的计划，使他们能够使用和管理公用事业公司实施的数字技术。该培训计划由公用事业公司副总经理领导，包括学术培训，在职培训，大学教授提供的短期课程，国际专家举办的研讨会以及与在线竞赛相结合的电子学习。EVNNPT还为整个实用程序开发了出版物-数字转型手册。. 附录：EVN NPT技术应用实例 根据其目标和实施计划，EVNNPT在实施数字化转型方面取得了良好的成果，并将最先进的技术应用于公用事业的管理，O＆M和建设投资。由于采用了最先进的技术和适当的管理模式，EVNNPT提高了劳动生产率，并优化了整个EVNNPT及其附属单位的自动化生产管理和操作。 EVNNTP对最新技术的应用分为以下三个大类： 第1组：实时监控：该组包括帮助运营商实时监控EVNNPT的关键核心设备、输电线路、变压器、变电站和建筑工地的所有应用程序。这些应用程序已永久安装在某些地方，每周7天，每天24小时监控设备。 第2组：加强监督：该组包括所有帮助操作员监督，监视和检查核心设备，输电线路，变电站和建筑工地的工作状况的应用程序。这些应用程序通常是便携式的，可以进行现场检查。 第3组：数字技术：该组中的应用程序利用高度集成的数字技术平台（包括物联网连接，人工智能，云计算和大型数据库） 决策者考虑了以下数字转换和最新技术应用的示例。 第1组：实时监控 监控摄像系统 该应用有助于:(i)提高输电线路远程监控的效率。摄像机安装在位于地形受到诸如滑坡和森林火灾等破坏性条件影响的区域的输电塔中。远程监控可轻松检测并准确评估输电线路区域的不规则性，例如线路通行权（ROW）附近的火灾，滑坡，车辆经过以及可能影响线路安全运行的人类活动；（ii）快速查看和评估。 (iii)使操作人员能够放大并清楚地查看输电线路、附件和塔;(iv)存储和检索输电线路的图像,用于调查和分析异常情况;(v)记录线路附近的雷击,以确定瞬态事故的确切原因;(vi)检测可能影响线路安全运行的事件,以便能够采取快速和适当的措施,以确保所有施工地点的持续运行(vii);以及物料进出仓库；（八）监控变电站、变压器设备、。 和安全；（ix）监视：地形变化；住宅活动；与输电线路通行权相邻的区域中的设备，车辆和机械的活动；以及在诸如风和暴雨以及洪水之类的异常情况下的设备。 应用规模：迄今为止，电力传输公司（PTC）2号的电网上已经安装了31个摄像机系统，南方项目管理委员会的仓库也安装了摄像机系统，以及在蔡贝的500V长清变电站，220VBeLc变电站，220VGiaRai变电站和500VSogHa-DcHoaRiver项目等220V和500V变电站项目的几个建筑工地。截至2022年2月，对于整体设备监控，电力传输公司No.1（PTC1）正在为500VThogTi变电站试行安装摄像机；PTC3正在为220VVaPhog变电站试行安装摄像机；PTC4正在为500VDyeHai变电站试行安装摄像机。 未来计划：推广使用：（i）具有4G连接的移动摄像机，以监视远程工作的团队，并支持对现场工作人员的监视，以快速解决安全风险。通过4G网络，摄像机的图像可以立即长距离传输到相关专家，以便他们可以进行远程检查;（ii）AI分析记录的图像，因为摄像机连续记录受监控区域的图像，图像的数量很快变得巨大，这使得专业人员进行视觉检查非常耗时和费力，并且也使他们的工作容易出错。人工智能可以通过自动发现异常情况来解决这些问题，并立即向操作人员发送警告信号，以便他们可以执行任何必要的行动。 在线油监测设备 此应用程序有助于：（i）快速检测变压器问题，降低经济风险，并改善投资决策；（ii）进行在线监测和测量不同气体和溶解湿度的量；（iii）测量气体类型，使工作人员能够检测和诊断各种变压器缺陷；（iv）监测电力变压器中可燃气体和水的含量。 用户评论：自安装以来，油中溶解气体分析（DGA）设备一直稳定运行并进行在线监测。根据变压器的状态，采样频率可以为每小时一次，并且所有数据（气体类型和水）都实时显示在输电公司变电站控制室的计算机屏幕上，以及EVNNPT。 及早发现问题使运营管理单元能够实施及时和适当的解决方案，例如：减少变压器负载，并拆除变压器进行测试。如果气体和湿度的水平超过它们的阈值,为了避免传输故障,必须打开变压器以找出导致问题的原因并修复它,或者更换损坏的部件。 应用规模:油中溶解气体分析装置于2009年开始在越南500kV变压器上进行测试,自2014年起广泛安装在500kV变压器和500kV电抗器上,截至2022年2月,越南各地已安装了233台DGA,大部分500kV变压器和电抗器自2017年起已配备在线油监测设备。 未来计划：为系统中的其余变压器配备DGA设备，并开发软件以远程管理所有具有连接到系统的监控功能的DGA设备。 变压器整体监控系统： 自2018年以来，已在多个500V变电站中安装了变压器整体监控系统（TOMS）。TOMS是一种多功能系统，可从（i）变压器的DGA，（ii）变压器内部的传感器和（iii）外围传感器（例如输出瓷器的传感器，冷却系统和有载分接开关[OLTC]），以及监视整个变压器及其各个部分的运行状态的运行参数（线路，压力和容量）。 TOMS具有专门的软件，具有自动存储数据等功能；并根据诊断工具的结果自动分析，绘制图表和绘制图表。还有一个模拟功能，与负载，电压，热点温度，老化率，损耗，和绝缘纸湿度用于定制系统的运行状态。此外，TOMS可以进行诊断，提供警告，推荐变压器操作的后续步骤，并自动准备操作员所需的状态报告。此外，用户可以通过变压器的IP地址远程访问TOMS。 该应用程序有助于：（i）使操作员能够自动记录运行参数，例如电压，过电流和短路电流；（ii）监控变压器的冷却系统，并在冷却系统出现故障时协助操作员决定过载运行模式；（iii）监控OLT