利用数字孪生技术，节约四到六周的结构修复时间，在全球疫情期间避免重大断电事故
防范灾难性的电力中断
密苏里州克林顿市的161千伏克林顿-斯蒂尔威尔线路（Clinton-StillwellLine）最初于1959年建成，采用木质框架和分裂导线，后于1977年为配合哈里·S·杜鲁门大坝和水库进行了改造。该线路横跨杜鲁门水库洪泛区的1.8英里线路已改建为钢格构塔结构，塔高约35至45米，采用钻孔墩基础，墩深约9.8至12.8米。然而，该高度并不能使这些塔架高于洪水水位，导致其在洪水中易被漂浮物损坏。
疫情期间，美国中西部能源公用事业公司Evergy在例行检查时发现，支撑克林顿-斯蒂尔威尔高压输电线路的格构式塔架（即58号塔）被洪水中的漂浮物损坏。当时，该地区另一条相邻主要线路正在开展重要的施工项目，58号塔成为当地的唯一电力来源，其中包括人员众多的医院。为了避免塔架故障并保证电力线路正常运行，Evergy委托Exo来确定塔架加固解决方案。Exo,Inc.工程服务副总裁MichaelMiller解释说：“这条特殊的线路为该地区多家医院供电，而这些医院在疫情期间因收治大量新冠肺炎患者已处于满负荷运转状态。一旦断电，将给该地区带来灾难性后果。”
勘测和场地限制
Miller表示：“在疫情最严峻的时期，该塔架结构支撑的高压电线是向密苏里州中部大部分地区输送电力的唯一线路。”大面积塔架故障可能造成严重后果，加之该塔架位于水位较高、人员难以抵达的洪泛区，Evergy和Exo可采用的塔架加固措施极为有限。让这些挑战更加复杂的是，线路必须持续通电，因而无法通过传统的攀爬塔架方式进行充分的勘测。
为了克服这些问题并确保准确的数据采集和勘测结果，Exo寻求利用先进的数据采集和处理技术来进行结构的勘测和建模，并创建数字孪生模型以确定可行的加固方案。Miller表示：“如果不采用（数字孪生方法），需要在洪水退却后用数周的时间收集勘测数据，而当时该结构正处于倒塌的边缘，一旦倒塌会造成全地区停电，从而可能会导致该地区数周无电可用。”
Bentley应用程序助力数据采集、建模和分析
Exo决定乘坐风扇船进入现场并进行无人机勘测，以收集高分辨率图像。Miller解释说：“这些图像随后将用于创建真正的数字孪生模型，以确定结构的变形情况，并对塔架进行结构建模以评估其状况，然后设计和实施塔架加固解决方案，使线路能够正常输送电力。”为了实施全面的结构检查和数字孪生策略，Exo采用了iTwinCapture和Bentley的PowerLineSystems(PLS)应用程序。
他们使用iTwinCapture将无人机拍摄的图像处理成扭曲的塔架和相邻结构现有状况的实景模型。Miller表示：“这是业内首次将摄影测量与iTwinCapture结合来确定因洪水或其他灾害而受到严重损坏的结构的变形情况。”项目团队集成了PLS-TOWER和PLS-CADD，创建了三维模型并执行有限元分析，将包括故障控制荷载在内的不同荷载条件应用于模型，以评估塔架的结构完整性。这些应用程序助力Exo创建数字孪生模型，并为塔架的临时加固方案提出建议。
数字孪生模型保障生命安全，树立行业标杆
Miller表示：“iTwinCapture、PLS-CADD和PLS-TOWER保证了加固工程的顺利进行。”通过使用无人机摄影测量勘测和Bentley应用程序，对电力线路和格构式钢支撑结构进行系统建模并创建数字孪生模型，节省了至少四到六周的塔架加固方案设计时间，并彻底规避了人工勘测带来的风险。Exo在数字孪生环境中工作，在两个月内完成了设计、详图制作和施工材料准备，并仅用三天就完成了塔架的加固安装。
从过去来看，钢柱和格构式塔架被认为是低维护资产，设计寿命超过50年，且几乎不会出现问题。然而，由于全球输电电网结构普遍超出原定设计年限运行，且面临环境灾害引发的经济韧性衰退与生命安全风险，实体电网的数字孪生模型正成为关键解决方案。该项目成功证明了数字孪生模型的可行性，为未来行业数字孪生模型的广泛使用奠定了基础。Exo借助数字孪生技术，保障了生命安全，加固了塔架，更在疫情期间避免了可能发生的大规模停电事故。Miller最后说道：“如果这条线路中断，可能会成为全国性新闻。”
✽本文资讯仅供参考，并不构成投资或采购等决策建议(举牌)。
