海洋能源网获悉，在风电行业，数字孪生技术可以成为优化风力涡轮机设计、主动运行和维护 (O&M) 并潜在延长风力涡轮机使用寿命的强大工具。Vattenfall最先进的数字孪生基于安装在物理风力涡轮机上的传感器的数据。传感器提供单个风力涡轮机的结构行为数据，并将这些数据与Vattenfall的所有其他可用数据(如运行和环境数据)合并到一个通用的数字孪生解决方案中。
数字孪生技术解决方案提供了有关Vattenfall整个风电场机群的信息，同时还提供了风电场级别和每个风力涡轮机的详细见解。
“风力涡轮机的设计模型通常基于行业规范和标准以及假设。我们最先进的数字孪生提供的是风力涡轮机的真实行为，您在设计中的期望与风力涡轮机在现实生活中的行为之间通常存在差异，”Vattenfall 内部工具开发负责人 Johan Toftekær 解释道。“我们的数字孪生的独特之处在于，它既可以查看结构行为，也可以查看操作和环境条件，并使用数据来校准原始设计模型，以匹配现实生活中的行为。”
为了提供安全的结构，设计规范和标准通常被开发为保守的，但我们在不影响安全性的情况下，在估计和假设中变得更加精确，这一点越来越重要。“风力涡轮机在其生命周期内会经历疲劳，它决定了涡轮机的预期使用寿命”，Vattenfall 技术权威支持结构完整性的 Michael Sandholm Jepsen 解释说。“我们已经通过数字孪生证明，风力涡轮机的磨损低于原始设计中预测的。我们需要积极主动地利用这些信息，因为它将使我们能够以安全和成本最佳的方式延长现有风电场的寿命，就像这些经验教训将使我们未来新风电场的设计成为可能一样。”
数字孪生技术在风力涡轮机生命周期的每个阶段(设计、运行和维护)以及可能延长的使用寿命中创造价值。在风力涡轮机的整个生命周期中收集到的经验也可用于通过所谓的数据驱动设计来优化新风力涡轮机的设计。例如，当数字孪生在现实生活中连续测量结构时，可以避免大量的物理检查，并且可以在风力涡轮机性能不佳的情况下尽早实施缓解措施。
“我们希望运营我们的风电场，直到商业案例不再有意义，”Michael Sandholm Jepsen解释道。“这可能比最初的设计寿命长20年、30年、40年或更长时间。为了实现这一目标，我们制定了一项计划，将原始设计业务案例中纳入的新风电场的潜在前期寿命延长 10 年。通过积极主动地使用我们的数字孪生解决方案，从安装到风力涡轮机的整个生命周期，我们始终可以实时控制其性能。前期寿命延长计划已通过认证公司DNV的验证，并已在我们最新的两个风电场实施。
Johan Toftekær补充说，根据初始数字孪生的趋势，大幅减少新风力涡轮机设计中使用的钢材数量，从而大幅降低成本似乎是现实的。
虽然工程师目前使用的许多规范和标准都是基于实验室测试等，但数字孪生的使用是现实生活中实际的全面实验室测试。数字孪生在石油和天然气行业中已经使用多年，以证明结构具有比预期更高的安全水平，从而可以安全且经济高效地延长使用寿命。在项目对项目的基础上，对这种结构进行了特别认证。
Vattenfall认为，风电行业的跨公司和跨国界的合作可以推动行业的发展。与其他专家一起，由17名专家组成的专业团队在操作层面贡献了他们在操作层面的丰富经验，他们现在已经参与了大量规范和标准的工作。他们正计划参与一个联合行业项目，该项目将审查海上风电的几项规范和标准，以便为未来的修改提出建议，例如基于我们的数字孪生的发现。
