Essential Energy senkt Kosten und CO2-Fußabdruck

Essential Energy betreibt ein Netz, das 737 000 km und etwa 95 % von New South Wales (Australien) abdeckt und mehr als 870 000 Haushalte und Unternehmen in 1 500 ländlichen und abgelegenen Gemeinden in der Region mit Strom versorgt. Trotz seines großen Versorgungsgebiets hat das Unternehmen Essential Energy eine geringe Kundendichte: durchschnittlich 1,7 Kunden pro Quadratkilometer. Daraus ergibt sich ein höheres Verhältnis von Betriebskosten zu Kunden im Vergleich zu vielen anderen Verteilernetzbetreibern. Mit einem begrenzten Kundenstamm zur Finanzierung der Wartung und des Unterhalts von mehr als 184 000 km Stromleitungen, die von 1,4 Millionen Masten getragen werden, und unter dem Druck, die Betriebskosten zu senken, stand Essential Energy vor der Aufgabe, seine Kapitalprojekte sorgfältig zu bewerten, um eine kosteneffiziente, ressourcenschonende Lösung zu finden.

Ausweitung des intelligenten digitalen Entwurfs auf kleine Investitionsprojekte

„Wie können wir die Energiekosten senken und gleichzeitig den Wert unseres gesamten Leistungsportfolios steigern?“, fragte sich Matthew Turvey, leitender Elektroingenieur im Entwurfsteam für Umspannwerke bei Essential Energy. Das Unternehmen setzt auf Digitalisierung und plante daher die Entwicklung eines intelligenten digitalen Entwurfssystems (Intelligent Digital Design System, IDDS). Zwar ist das Prinzip des intelligenten digitalen Entwurfs schon seit einigen Jahren bekannt, es wurde aber bisher nur bei Großprojekten mit einem Investitionsbudget von mehr als 100 Mio. AUD eingesetzt.

Das Projektteam für elektrische Umspannwerke von Essential Energy hat weniger als 15 Mitglieder, die für den Entwurf aller Kapitalinvestitionen im Zusammenhang mit der Sanierung, dem Austausch und dem Bau von elektrischen Umspannwerken verantwortlich sind. Ziel des Teams war es, die Lücke zwischen Projekten mit großen Budgets zu schließen und die umfassenden Vorteile von IDDS auch auf kleinere Investitionsvorhaben auszuweiten. „Es gibt Zehntausende von Projektteams wie unseres, die mit öffentlichen oder privaten Versorgungsunternehmen zusammenarbeiten und eine kosteneffiziente, ressourcenschonende Lösung benötigen, um ebenfalls voranzukommen und das Potenzial zu nutzen, das intelligenter digitaler Entwurf bietet“, so Turvey.

Untersuchung von Entwurfsprozessen für Umspannwerke

Essential Energy und sein Team für den Entwurf von elektrischen Umspannwerken sind bestrebt, die Leistung beim Entwerfen und die digitale Effizienz in ihrem gesamten Arbeitsportfolio zu verbessern. Das Team wählte das Umspannwerk Brewarrina aus, um den Entwurfsprozess für Umspannwerke zu untersuchen und zu prüfen, wie digitale Technologien zeitaufwendige manuelle Aufgaben ersetzen können. Das ländliche Gebiet mit einem Spannungsbereich von 22 bis 66 kV und einer Gesamtkapazität von etwa 5 MVA ist anfällig für schwere Wetterereignisse wie Überschwemmungen, Blitzschlag, starken Wind und Staubstürme. Diese Bedingungen erschwerten die Datenerfassung und führten dazu, dass traditionelle Messungen vor Ort gefährlich und ineffizient in Bezug auf Zeit und Genauigkeit waren. Es wurden mehrere Optionen ausprobiert, darunter bodengestütztes Scannen und Light Detection and Ranging (Lidar), und die erfassten Bilder wurden in 3-D-Modelle umgewandelt und als Grundlage für neue Entwürfe verwendet.

Optimierung digitaler Arbeitsabläufe

Da Essential Energy bereits mit den Anwendungen von Bentley vertraut war, führte das Unternehmen IDDS-Workflows für Brewarrina ein und erstellte mithilfe von ContextCapture digitale Realitätsmodelle des Geländes. „Das digitale Realitätsmodell wird dann in ProjectWise kopiert und bildet die Grundlage für die Erstellung von Haupt- und Nebenzeichnungen für das Projekt mit der Bentley-Software OpenUtilities Substation“, erklärt Jess Hammond, Senior Drawing Officer bei Essential Energy. Alle Realitätsmodelle, CAD-Zeichnungen und zugehörigen Dokumente wurden über ProjectWise gespeichert und gemeinsam genutzt, wobei Links verwendet wurden, anstatt die Zeichnungsdateien manuell zu teilen, um die Erstellung nicht kontrollierter Versionen zu vermeiden. Das Team nutzte OpenUtilities Substation für alle Entwurfs- und Zeichenaufgaben. Essential Energy setzte die Anwendungen von Bentley zur Erstellung des intelligenten digitalen Entwurfssystems ein, was virtuelle Entwurfsprüfungen ermöglichte und den Genehmigungsprozess für Entwürfe und Zeichnungen straffte.

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Die Interoperabilität zwischen den Anwendungen von Bentley und Microsoft 365 ermöglichte Essential Energy die automatische Konvertierung von genehmigten Zeichnungen in PDF-Kopien, die den Bauarbeitern vor Ort über ihre mobilen Geräte sofort zur Verfügung standen, sodass alle Beteiligten jederzeit über die aktuellsten Informationen verfügten. „Erst als wir die Vorteile der Partnerschaft von Bentley mit Microsoft 365 nutzen konnten, waren wir in der Lage, ein funktionierendes System, das heißt [eine] ganzheitliche Lösung, zu erstellen“, so Rogers. Nach Abschluss der Bauarbeiten setzte Essential Energy erneut Drohnen ein, um Fotos von der Baustelle zu machen und mit ContextCapture ein Modell des Ist-Zustandes zu erstellen. Zuletzt führte Essential Energy eine Prüfung nach dem Bau anhand des ursprünglichen Entwurfs durch.

Förderung intelligenter Lösungen im Energiesektor

Durch die Automatisierung von zuvor manuellen Prozessen konnte Essential Energy die Arbeitszeit für den Entwurf von Umspannwerken erheblich reduzieren. Durch die Implementierung des Bentley-basierten IDDS konnten die Projektkosten für den Entwurf in Brewarrina um 50 % gesenkt werden. „Wir glauben, dass wir die Lücke nun geschlossen haben, da IDDS nicht mehr nur für Projekte mit großem Budget finanzierbar ist, und [wir jetzt] auch die gleichen umfassenden Vorteile für Projekte in einer kostengünstigen Lösung bieten können“, so Turvey.

Der Einsatz von kostengünstigen 3-D-Realitätsmodellen, Kollisionserkennung und automatisierten Arbeitsabläufen anstelle traditioneller manueller Methoden hat die Qualität und Produktivität verbessert, Nacharbeiten aufgrund von Entwurfs- und Baufehlern reduziert, Fahrten zur Baustelle minimiert, die Sicherheit erhöht und den CO₂-Fußabdruck von Essential Energy verringert. „IDDS und Realitätsmodelle liefern genaue Informationen und revolutionäre Betrachtungswinkel für die schnelle und sichere Entscheidungsfindung bei Entwürfen, wodurch Bauteams Ausfallzeiten reduzieren können, was zu einem widerstandsfähigen Netzwerk führt“, sagte Rogers.

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Essential Energy hat durch die Umstellung auf ein IDDS zahlreiche Vorteile erzielt, was dem Unternehmen auch dabei geholfen hat, einen umfassenderen digitalen Zwilling zu entwickeln und neue Technologien einzuführen. Angesichts des zunehmenden Drucks, die Betriebskosten im gesamten Energiesektor zu senken, ist Essential Energy dabei, sein Anlagenmanagement zu verändern, um seine Sicht auf Kapitalprojekte und die Art und Weise, wie Technologie eingesetzt wird, zu optimieren. Ziel ist es, bidirektionale Datenflüsse und Echtzeit-Visualisierung zwischen dem IDDS und dem Anlagenmanagementsystem zu integrieren und risikoreiche Anlagen zu identifizieren, um die Betriebs- und Wartungsprozesse im australischen Energiesektor voranzubringen. „Mit Blick auf die digitale Zukunft baut Essential Energy sein Datenzentrum für Realitätsmodelle auf, sodass wir im Laufe der Zeit in der Lage sein werden, Künstliche Intelligenz zu nutzen, um Fehler in Anlagen zu identifizieren und historische Daten zu nutzen, um Modelle zu präsentieren, die bestimmte Vorgänge im Laufe der Zeit visualisieren“, so Rogers.