Digital Twin: Công cụ tối ưu hóa sản xuất và bảo trì trong ngành thủy điện

Ngành thủy điện đang đứng trước những thách thức lớn về thiết bị cũ, chi phí bảo trì tăng cao và nhu cầu tối ưu hóa sản lượng để đáp ứng mục tiêu năng lượng bền vững. Trong bối cảnh đó, Digital Twin (bản sao số) nổi lên như một giải pháp công nghệ then chốt, giúp các nhà máy thủy điện chuyển mình từ phương pháp vận hành truyền thống sang mô hình thông minh, hiệu quả hơn.

Thách thức của ngành thủy điện và nhu cầu chuyển đổi số

Hoạt động vận hành và bảo trì thủy điện theo phương pháp truyền thống thường dựa trên lịch trình cố định hoặc các quy trình tiêu chuẩn hóa. Cách tiếp cận này có nhiều hạn chế:

• Thiết bị cũ: Nhiều nhà máy thủy điện lâu năm với các thiết bị đã cũ đòi hỏi chi phí bảo trì và sửa chữa ngày càng cao.
• Hiệu suất chưa tối ưu: Việc bảo trì định kỳ không phản ánh được tình trạng thực tế của thiết bị, dẫn đến lãng phí nguồn lực và có thể gây ra hỏng hóc bất ngờ.
• Áp lực bền vững: Ngành công nghiệp cần phải số hóa và tự động hóa để tăng sản lượng một cách hiệu quả, đóng góp vào mục tiêu năng lượng sạch.

Để giải quyết những vấn đề này, việc áp dụng công nghệ số như giám sát tình trạng (condition monitoring) và bảo trì dự đoán (predictive maintenance) trở thành một xu hướng tất yếu.

Giám sát tình trạng dự trên mô hình bản sao số (digital twin) của tuabin cánh quạt

Vai trò của Digital Twin trong việc giải quyết thách thức

Digital Twin là một mô hình ảo của thiết bị hoặc hệ thống vật lý, được cập nhật dữ liệu theo thời gian thực từ các cảm biến. Không chỉ là một mô hình tĩnh, bản sao số còn tích hợp các mô hình vật lý, kiến thức kỹ thuật và thuật toán phân tích dữ liệu để mô phỏng hành vi và dự đoán tương lai của hệ thống.

Lợi ích chính từ việc ứng dụng Digital Twin như sau:

• Giám sát và phân tích chuyên sâu: Truyền dữ liệu liên tục từ các cảm biến trên bánh xe công tác, máy phát điện, ổ trục và các bộ phận khác đến mô hình ảo. Dữ liệu này cho phép phân tích chuyên sâu, phát hiện sớm các dấu hiệu bất thường.
• Bảo trì dự đoán: Dựa trên các mô hình vật lý và dữ liệu vận hành, bản sao số có thể dự đoán tuổi thọ còn lại của các bộ phận, từ đó đề xuất thời điểm bảo trì tối ưu. Điều này giúp tránh được các hỏng hóc đột ngột, kéo dài tuổi thọ thiết bị và giảm chi phí.
• Tối ưu hóa sản xuất: Bằng cách mô phỏng các kịch bản vận hành khác nhau, Digital Twin giúp các kỹ sư hiểu rõ hơn về hiệu suất của nhà máy trong các điều kiện cụ thể, từ đó đưa ra quyết định để tối ưu hóa sản lượng điện.

Ứng dụng Digital Twin tại Na Uy

Dự án SmartKraft tại Na Uy là một ví dụ điển hình cho thấy tiềm năng của Digital Twin trong ngành thủy điện. Một công ty năng lượng địa phương đã hợp tác với các đối tác công nghệ để triển khai bản sao số cho máy phát điện tại nhà máy thủy điện Grunnåi.

Mục tiêu: Tăng sản lượng điện và nâng cao độ tin cậy của thiết bị thông qua công nghệ số.

Cách tiếp cận: Xây dựng một bản sao số của máy phát điện trên nền tảng đám mây, tích hợp dữ liệu vận hành thời gian thực.

Kết quả ban đầu: Các mô hình thử nghiệm đã giúp dự đoán các chỉ số tuổi thọ quan trọng của các bộ phận chính. Dữ liệu từ bản sao số đã cho phép các chuyên gia đánh giá chính xác hơn mức độ hư hỏng tích lũy, từ đó đưa ra kế hoạch bảo trì hiệu quả hơn.

Thành công của dự án này đã mở ra một hướng đi mới, biến bảo trì dự đoán trở thành một tiêu chuẩn trong tương lai của ngành thủy điện.

Người điều hành giám sát hoàn toàn các hoạt động của nhà máy dựa vào mô hình digital twin

Digital Twin - Triển vọng tương lai

Digital Twin không chỉ là một công nghệ mới mà đang dần trở thành một phần cốt lõi của cơ sở hạ tầng thủy điện thông minh. Việc tích hợp dữ liệu thời gian thực, mô hình vật lý và khả năng dự đoán đang cách mạng hóa cách các nhà máy vận hành và bảo trì.

Trong tương lai, việc triển khai Digital Twin cho toàn bộ nhà máy và các hệ thống liên quan sẽ giúp ngành thủy điện đạt được sự cân bằng tối ưu giữa hiệu quả, bền vững và độ tin cậy, góp phần đảm bảo một nguồn năng lượng xanh và ổn định hơn.

>>> Đọc thêm bài viết: Khám phá 5 sức mạnh của Digital Twins cho các công ty năng lượng

Hiện nay, Công ty cổ phần Công nghệ và Tư vấn CIC là đối tác chiến lược của nhiều hãng công nghệ hàng đầu trên thế giới. Với hơn 35 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực công nghệ, đặc biệt cho các ngành xây dựng, kỹ thuật, Công ty CIC tự hào là đơn vị tư vấn, cung cấp và triển khai các giải pháp Công nghệ tiên tiến, hiện đại tại thị trường Việt Nam. Đối với ngành thủy điện, Công ty CIC cũng đã có mối quan hệ và hợp tác sâu rộng, có nhiều năm kinh nghiệm tư vấn và triển khai các công nghệ mới. 

Vì vậy, mọi thông tin chi tiết, quý khách hàng xin vui lòng liên hệ:

• Công ty Cổ phần Công nghệ và Tư vấn CIC - Trung tâm giải pháp phần mềm và thiết bị công nghệ (STC)
• Hotline: 024 397 41373 & 0976 268 036
• Website: www.cic.com.vn - Email : info@cic.com.vn