دوقلوی دیجیتال – گام تحول‌آفرین در ارزیابی و افزایش ظرفیت دینامیک خطوط انتقال برق

امروزه صنعت برق جهان در آستانه‌ی تحولی بنیادین قرار دارد، تحولی که در آن فناوری‌های دیجیتال با سیستم‌های فیزیکی، مرز میان واقعیت و شبیه‌سازی را از میان برداشته و مدیریت دارایی‌های حیاتی را وارد مرحله‌ای جدید نموده اند.

در این میان، فناوری دوقلوی دیجیتال Digital Twin به‌عنوان یکی از ارکان اصلی انقلاب صنعتی چهارم، نقش محوری در پایش، تحلیل و بهینه‌سازی عملکرد سیستم‌های زیرساختی از جمله شبکه‌های انتقال برق یافته است. دوقلوی دیجیتال در واقع یک بازنمایی دیجیتال زنده و پویا از یک سیستم فیزیکی واقعی است که با ادغام داده‌های بلادرنگ حاصل از حسگرها و بهره‌گیری از مدل‌های تحلیلی پیشرفته، می‌تواند رفتار واقعی سیستم را شبیه‌سازی و پیش‌بینی کند.

ادغام فناوری‌های دیجیتال در سیستم‌های انتقال قدرت یک روند فناورانه، ضروری و راهبردی برای تضمین پایداری، افزایش كارآيي و کاهش ریسک‌های عملیاتی محسوب می‌شود. در این چارچوب، دوقلوی دیجیتال خطوط انتقال برق با استفاده از شبکه‌ای از حسگرهای هوشمند، الگوریتم‌های یادگیری ماشین و مدل‌های ترمودینامیکی، قادر است رفتار حرارتی و الکتریکی هادی‌ها را در شرایط متغیر محیطی و بارگذاری واقعی شبیه‌سازی نماید.

این سامانه‌ها با پایش پارامترهایی چون دما، جریان، ولتاژ، زاویه نوسان و شرایط جوی، امکان تعیین ظرفیت دینامیک واقعی Dynamic Line Rating خطوط انتقال را فراهم می‌سازد، ظرفیتی که به‌صورت آني قابل تغییر بوده و در مقایسه با ظرفیت‌های استاتیک سنتی می‌تواند افزایشی تا ۳۰ درصد در انتقال توان بدون نیاز به سرمایه‌گذاری جدید در زیرساخت‌ها ایجاد نماید. بکارگیری مدل‌های دیجیتال در خطوط هوایی، علاوه بر افزایش بهره‌وری و کاهش تلفات، موجب ارتقاء قابلیت اطمینان شبکه، پیش‌بینی خرابی‌ها و بهینه‌سازی عملیات تعمیر و نگهداری می‌شود. این فناوری با ترکیب داده‌های میدانی، مدل‌سازی فیزیکی و یادگیری داده‌محور، به اپراتورهای سیستم اجازه می‌دهد تا تصمیمات لحظه‌ای و مبتنی بر واقعیت اتخاذ کنند.

از اينرو، اين مهندسین مشاور در راستای مأموریت خود در توسعه دیجیتالی‌سازی زیرساخت‌های انرژی کشور با اتکاء به تجربیات تخصصی خود در حوزه طراحی و بهره‌برداری از خطوط و با درک اهمیت راهبردی و توانايي این فناوری براي شبیه‌سازی شرایط عملیاتی متنوع و ارائه پاسخ مناسب به سیستم در سناریوهای مختلف ميداني، در این گزارش ضمن مرور تجربیات جهانی به معرفی چارچوب فنی و ساختار معماری، الزامات زیرساختی موردنیاز برای استقرار سامانه‌های دوقلو در شبکه‌های انتقال کشور می‌پردازد.