基于数据的建模与精准分析,助力老旧输电系统焕新升级#数据建模的两种方式 ypxx.net

利用Power Line Systems应用程序进行数字化分析,确定资产现状并制定修复方案

至关重要却已老化的系统

每个国家的商业运行与民生保障都离不开稳定的电力系统。然而,这些系统会随着时间推移逐渐老化,需要维护、修缮,甚至在万不得已的情况下进行更换。新英格兰地区一家电力公司最近发现其输电系统需要进行全面检修。Osmose钢结构服务高级工程经理Mark Pitre表示:“这些几十年前建造的输电结构长期暴露在自然环境中,并且由于极端天气事件的发生频率和强度不断上升,变得越来越脆弱。”

为确保未来数十年输电系统的稳定运行,该公司选择与Osmose合作,后者90多年来一直致力于为关键电力基础设施提供检测、维护与加固服务。项目第一步是评估系统现状并确定所需工程量,然而,电力公司缺失输电资产的原始文件资料,因此很难追溯原始设计意图、结构承载能力或历史改造记录。由于缺少这些信息,Osmose很难使用传统方法评估系统现状与性能。

基于数据评估性能

考虑到全面更换结构所需成本高、周期长,该电力公司与Osmose寻求更具战略性、数据驱动型的解决方案。通过更深入地掌握资产状况与性能,他们得以制定有效且成本相对较低的维护修缮方案,从而延长输电杆塔的使用寿命。理想的解决方案是只针对特定资产进行必要更换,而非重建整个系统。

Pitre解释道:“我们的目标是对多条偏远输电线路进行自上而下的全面评估,这些线路包含各种结构类型与材质,例如钢管杆、格构式塔架、木制H型构架以及拉线式结构。”除了由现场评估人员开展传统的基础检测外,公司还采用了无人机进行高空巡检,并实施激光雷达扫描。借助这些先进方法,工作人员能够从地面无法观测的角度获取数据,并构建精确的三维模型。然而,他们仍需要借助应用程序,让所采集的数据发挥更大价值,并帮助电力公司掌握输电系统的真实状态。

数字化环境中的精准分析

Osmose确定使用Bentley Power Line Systems(PLS)系列应用程序,能够将采集到的数据转化为切实可行的洞察。团队首先将激光雷达数据导入PLS-CADD中,构建输电系统的三维模型。随后在PLS-POLE和TOWER应用程序中构建高精度结构模型,并将其整合至三维PLS-CADD模型中,以模拟在当前行业规范及极端天气情况下的结构性能。Osmose借助该软件分析构件弯曲、腐蚀、螺栓缺失及其他缺陷,并运用有限元分析技术模拟导线在不同荷载与温度条件下的性能表现。

通过使用PLS-CADD,Osmose评估了采用新型导线及光纤复合地线替换现有老化导线与架空地线的影响,此项分析帮助电力公司准确理解这些改进措施对结构荷载和性能的影响。此外,他们还生成了结构抗风等级报告,通过在结构的数字化模型上逐级递增风荷载,来确定其失效阈值。此项分析实现了对极端风力事件的真实模拟,无需手动创建大量荷载工况。

及时、经济高效的升级改造

Osmose利用PLS系列应用程序,成功在单一数字化环境中构建并部署了整个输电系统的三维模型,不受结构类型影响。该系统生成的资产模型与现场实际状况一致,涵盖从通信阵列天线到带钢制横担的老式木质H型杆塔等设施。因此,团队得以在整个过程中开展详细的有限元分析,并生成高精度的结构抗风等级报告。

Pitre表示:“通过使用PLS软件,Osmose为电力公司提供了涵盖全部结构的综合性评估报告,不仅清晰呈现结构现状,更为未来基于数据做出明智决策以及提升结构恢复力、适应力和可靠性指明了路径。”凭借对输电系统及其现状的详细了解,Osmose为电力公司提供了经济高效的升级改造方案。如今,该电力公司无需耗费巨资全面更换系统,即可提升客户服务质量,使资产符合最新规范要求,并确保输电可靠性。