IIoTシステムアナリティクスでパワーグリッドアセット・メンテナンスにプロアクティブアプローチ

概要

世界中のユーティリティは、進化発展する市場ダイナミクス、人口増加、そして気候変動と格闘を続けています。太陽光発電、分散型発電機やエネルギー貯蔵システムなどの分散型エネルギー資源(Distributed Energy Resources = DERs) は、米国のエネルギー混合の重要な要素になっています。なぜなら、省エネルギー、システムロスの低減、そして配電システムの復元力の向上などによる重要な恩恵を提供してくれるからです。米国エネルギー省のグリッド・モダナイゼーション構想事務局の一環としてGEグリッドソリューションおよびコンエジソンは、PARC の予測および状況ベースメンテナンスのためのTRANSENSOR (トランセンサー)技術(現在 MOXI™ IIoT システムアナリティクス と称す) の評価と展開を行うことと、DERsの統合に関してグリッドインフラストラクチャーのメンテナンスと管理を向上させるためにPARC とパートナーを組みました。

課題

変動するグリッドダイナミックスに適応するために、パワーシステムメンテナンスおよび管理の向上を図る
コンエジソン社は、ニューヨーク州のニューヨーク市とウェチェスター群で354万所帯の個客に電力を供給し、世界最大の電力需要密度の一つである地域の責任を負っています。高い経費もさることながら、従来型のユーティリティモニタリングシステムは堅牢性が十分でなく、変圧器の状態の可視化、すなわち運転能力の正確な測定が提供されていませんでした。このため、オイルサンプル分析など測定結果の認識に時間を要する方式の使用に帰着していました。さらに、これらのシステムでは変圧器のコアやコイルで発生する初期不良を高い信頼性で予測できるシステマティックな方法が提供されていませんでした。コンエジソン社と同社の主たるアセットベンダーであるGEグリッドソリューション社は、変圧器とその他のグリッドアセットを管理するために、もっとプロアクティブでコスト効果と信頼性のあるアプローチに興味をもっていました。

PARCを選ぶべき理由

PARCの MOXI IIoT システムアナリティクススイート
様々なセクターにわたりあまねく、重要なシステムの健康状態と信頼性の管理、改善ができるよう顧客を支援するためのしっかりした実績を有する点で、PARC は理想的に合致するものでした。従来のメンテナンスの取り組みでは、コストがかかり精度が限定され、ダウンタイムにつながるものでしたが、それとは異なりPARCの MOXI テクノロジースイート では、システムの状態が継続して、かつリモートでモニタリングができるのです。また、低コストの埋め込みセンサーやモデルベースのアルゴリズムが採用されているために90%以上の分解能を可能とし、誤認警報率も無視できる程度で検知ミスもゼロに近いものです。

ソリューション

低コストの MOXI ファイバーオプティックセンサーおよびモデルベースのシステムアナリティクス
PARC は、ラボベースで MOXI テクノロジースイート の検証を行うフェーズ1を始動させました。これにはGEのネットワーク変圧器を継続的にモニターする低コストのファイバーオプティック(fiber-optic = FO)センサーとモデルベースのシステムアナリティクスが含まれています。MOXI FO センサーは、最新のGE “SAFENET” モデルだけでなく、他の既存のGE 製モデルのネットワーク変圧器内の重要なコンポーネントに埋め込まれ、この箇所で重要な内部パラメータの測定や主たる事象のモニタリングが行われます。MOXI システムは、その次に高分解能、かつ高波長の光学測定値を提供します。MOXI FO センサーの能力は、他の一般市場で入手可能なセンサーとも比較して検証されました。

結果

高感度; 費用効果があり業界標準として認定
MOXI ファイバーオプティックセンシングソリューションが埋め込まれた商業用GEネットワーク変圧器は成功裏に製造されテストが行われ、業界標準での認定を受けました。MOXI のアナリティクススイートによってモニターされたパラメータは、通常認定テストに使用されるラボ用機器を保有するGE のテスト施設(ルイジアナ州シュリーブポート市に所在)で各種シナリオのすべてにわたって認証として十分なものでした。さらに、この技術を派生させ、現在配備中の旧型ネットワーク変圧器にリトロフィットとして後付けができるバージョンも開発されラボでテストを受けました。

PARC、GEそしてCon Edisonのは、フェーズ2としてフィールドトライアルを開始しました。これは、コンエジソン社の責任下にあるニューヨーク市の電力需要の高いグリッドの運用状況下にIIoT を通じてリモートモニタリングをするための技術の堅牢性を実演しようというもので、真のスマートグリッドに向けてMOXI ソリューションを費用効果の高い方法でスケールアップするための道を示すことになります。

MOXI ソリューションのフルスケールでの展開は、ネットワーク配電変圧器のみならず、既存のモニタリングシステムでは過剰なコスト高か制限のある他のグリッドアセットにも高い費用効果でリモートモニタリングが行える潜在力をもっています。MOXI システムは、不安全/不測の事象に対しシステマチックな警告を発することができました。ユーティリティの専門家は、より優れたメンテナンス/管理計画を立てるためにアセットの状態についてトレンドを眺めることができ、グリッドの運用を改善することができました。これによってDERsや他の進化するグリッドマーケットダイナミックスへの適応が図れるようになります。

変動するグリッドダイナミックスに適応するために、パワーシステムメンテナンスおよび管理の向上を図る

コンエジソン社は、ニューヨーク州のニューヨーク市とウェチェスター群で354万所帯の個客に電力を供給し、世界最大の電力需要密度の一つである地域の責任を負っています。高い経費もさることながら、従来型のユーティリティモニタリングシステムは堅牢性が十分でなく、変圧器の状態の可視化、すなわち運転能力の正確な測定が提供されていませんでした。このため、オイルサンプル分析など測定結果の認識に時間を要する方式の使用に帰着していました。さらに、これらのシステムでは変圧器のコアやコイルで発生する初期不良を高い信頼性で予測できるシステマティックな方法が提供されていませんでした。コンエジソン社と同社の主たるアセットベンダーであるGEグリッドソリューション社は、変圧器とその他のグリッドアセットを管理するために、もっとプロアクティブでコスト効果と信頼性のあるアプローチに興味をもっていました。

PARCの MOXI IIoT システムアナリティクススイート

様々なセクターにわたりあまねく、重要なシステムの健康状態と信頼性の管理、改善ができるよう顧客を支援するためのしっかりした実績を有する点で、PARC は理想的に合致するものでした。従来のメンテナンスの取り組みでは、コストがかかり精度が限定され、ダウンタイムにつながるものでしたが、それとは異なりPARCの MOXI テクノロジースイート では、システムの状態が継続して、かつリモートでモニタリングができるのです。また、低コストの埋め込みセンサーやモデルベースのアルゴリズムが採用されているために90%以上の分解能を可能とし、誤認警報率も無視できる程度で検知ミスもゼロに近いものです。

低コストの MOXI ファイバーオプティックセンサーおよびモデルベースのシステムアナリティクス

PARC は、ラボベースで MOXI テクノロジースイート の検証を行うフェーズ1を始動させました。これにはGEのネットワーク変圧器を継続的にモニターする低コストのファイバーオプティック(fiber-optic = FO)センサーとモデルベースのシステムアナリティクスが含まれています。MOXI FO センサーは、最新のGE “SAFENET” モデルだけでなく、他の既存のGE 製モデルのネットワーク変圧器内の重要なコンポーネントに埋め込まれ、この箇所で重要な内部パラメータの測定や主たる事象のモニタリングが行われます。MOXI システムは、その次に高分解能、かつ高波長の光学測定値を提供します。MOXI FO センサーの能力は、他の一般市場で入手可能なセンサーとも比較して検証されました。

高感度; 費用効果があり業界標準として認定

MOXI ファイバーオプティックセンシングソリューションが埋め込まれた商業用GEネットワーク変圧器は成功裏に製造されテストが行われ、業界標準での認定を受けました。MOXI のアナリティクススイートによってモニターされたパラメータは、通常認定テストに使用されるラボ用機器を保有するGE のテスト施設(ルイジアナ州シュリーブポート市に所在)で各種シナリオのすべてにわたって認証として十分なものでした。さらに、この技術を派生させ、現在配備中の旧型ネットワーク変圧器にリトロフィットとして後付けができるバージョンも開発されラボでテストを受けました。

PARC、GEそしてCon Edisonのは、フェーズ2としてフィールドトライアルを開始しました。これは、コンエジソン社の責任下にあるニューヨーク市の電力需要の高いグリッドの運用状況下にIIoT を通じてリモートモニタリングをするための技術の堅牢性を実演しようというもので、真のスマートグリッドに向けてMOXI ソリューションを費用効果の高い方法でスケールアップするための道を示すことになります。

MOXI ソリューションのフルスケールでの展開は、ネットワーク配電変圧器のみならず、既存のモニタリングシステムでは過剰なコスト高か制限のある他のグリッドアセットにも高い費用効果でリモートモニタリングが行える潜在力をもっています。MOXI システムは、不安全/不測の事象に対しシステマチックな警告を発することができました。ユーティリティの専門家は、より優れたメンテナンス/管理計画を立てるためにアセットの状態についてトレンドを眺めることができ、グリッドの運用を改善することができました。これによってDERsや他の進化するグリッドマーケットダイナミックスへの適応が図れるようになります。