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Bentley基于风险的资产管理助配电网更可靠运行

解决连锁故障需要新策略

EPCOR Utilities 总部位于加拿大阿尔伯塔省埃德蒙顿,在加拿大和美国南部的许多城市拥有并运营电力、水力和天然气公用事业。EPCOR 的配电系统为 40 多万埃德蒙顿用户供电,涉及 20 多万项资产,包括 5580 公里的输电线路、5 万个电线杆和 3 万台变压器。这些资产由于风化和电力负荷而老化,预期寿命一般在 35 年至 45 年之间。在过去的二十年中,EPCOR 的系统平均停电持续时间指标 (SAIDI) 持续攀高,峰值逼近规定阈值。该城市的某些地区发生停电的频率是城市其他地区的十倍。

 

在对已建设基础设施的地区进行简单的人口分析后,预计未来 10 年使用寿命到期的资产数量将比过去 10 年增加 74%。以前,EPCOR 采用基于使用寿命的更换策略,等到资产生锈、出现渗漏或发生电气故障,而仅靠现场维修无法修好时才考虑更换资产。根据这种基于使用寿命的资产管理方法和人口统计研究,公司在未来 10 年将需要更换 1 万多项资产。此外,根据2018年新实施的基于性能的费率结构,EPCOR的资本支出实际上受到限制。EPCOR 预测到会发生资产故障,为利用现有资源经济高效地维持系统可靠性,需要采取新的资产管理策略,通过数字化解决方案来量化资产运行状况,划分资产优先级以进行主动干预,并在资产生命周期末期进行更换。

 

 

采用资产运行状况模型

EPCOR 已在 AssetWise 中建立了企业资产管理系统,该系统存储了过去十多年间的资产数据。EPCOR 认识到应该利用 AssetWise 的可靠性功能来支持其策略,实施符合新 ISO 55000 标准的基于风险的资产管理流程。项目团队使用 AssetWise 对其地理位置分散的资产进行了健康状况评估。EPCOR 对10年的数据进行了统计分析,并绘制了故障概率曲线,从中确定了资产状况与资产故障之间的统计关系。EPCOR 资产性能和风险管理经理 Stephen Seewald 解释说:“基于风险的资产管理是指综合考虑资产发生故障的概率及其影响,并对资产进行排序。”该策略包括构建资产运行状况指数,以百分比的形式对资产进行打分,以便故障概率曲线更准确地反映每个资产的状况。

 

为了在 AssetWise 中构建资产运行状况指数,EPCOR 评估了 11.7 万项资产的数据,包括从其 SCADA 系统中集成的数据,从而提供了近乎实时的电力负荷信息、1.9 万个停电记录和超过 100 万个检查记录。EPCOR 结合运行状况分数与故障概率曲线,推导出更精确的故障概率,以识别有风险的资产。EPCOR 整合资产运行状况指数中的资产与公司的地理信息系统 (GIS),以此确定老化资产的准确位置,发现老旧社区中运行不良的资产。将该数据汇总到看板中进行管理和报告后,准确直观地显示了配电系统的整体状况,发现了近 8,000 个状况不良的电线杆。总体而言,资产运行状况指数显示,EPCOR 的资产中有 17%处于不良或非常不良的状态,其中大多数是电线杆。EPCOR 采用此资产运行状况模型可以更好地了解资产状况,通过 AssetWise 创建的看板沟通资产状况。

 

确定资产风险成本

掌握资产运行状况分数不仅对确保配电可靠性具有重要意义,对于计算每种资产的年度风险成本以满足资本支出预算也很重要。EPCOR 用资产运行状况分数计算概率的同时,还需要评估资产运行状况分数对财务、环境及其他资产或财产的影响,并将该影响用货币量化。这种做法帮助团队建立了经济的模型,帮助实现最佳的财务和运营规划以及决策。公司将与资产可靠性相关的所有主要影响用货币量化。

 

EPCOR 利用 Bentley 数据可互用的 AssetWise 软件,集成了多来源的数据,这些源数据与工作单和工作请求、物料、供应链以及车辆的全部成本相关,从而简化了资产信息视图。深入分析 AssetWise 工作单历史记录和与配电网互连的数字孪生模型的数据,有助于了解资产故障对更换成本、相邻资产、安全性以及环境清理的影响。EPCOR 利用 AssetWise 数据与数字孪生模型、SCADA、GIS 和 Oracle 应用程序来评估电力负荷风险、面临风险的客户数量和类型以及停电对客户造成的损失。最终,项目团队确定了综合年化资产风险成本,为编制资产资本预算提供了有价值的参考。对于所分析的六个资产类别,计算出的年度风险成本总计为 9500万加元,仅电缆一项就占该风险成本的 60%,即 5600万加元。

 

 

使用基于风险的方法优化资产生命周期管理

EPCOR 将资产风险成本应用于故障概率,进行了成本收益分析,以确定生命周期成本。公司对资产进行优先级划分,以确定生命周期末期的资产更换,从而在确保可靠性的前提下优化资本支出。EPCOR 今后将每年对每种资产执行此分析,以确定最佳干预时间,避免承担旧资产的风险成本大于更换资产的成本。例如,如果 EPCOR 的某一资产使用寿命为 20 年并且最佳干预时间是使用 35 年后,则公司还可以在干预前使用 15 年。因此,该资产不是需要立即更换的优先级资产,因为更换并不划算。资产的优先级越高,就越可能被尽早更换。

 

根据资产优先级清单,资产管理者制定了一项为期十年的资本预算计划,并确定了年度预算清单的特定资产范围。这种基于风险的方法作为预测模型,可以改善整个工作流和供应链管理流程,管理者可以有更多时间安排采购顺序,无需再为紧急设备订单支付额外费用。

 

资产不断老化,EPCOR 把 AssetWise 作为基于风险的资产管理基础,通过量化资产运行状况和可靠性成本并确定优先级这个方法,优化生命周期资产管理,将配电系统的可靠性提高了 15%。EPCOR 使用 AssetWise 在互连数据环境中工作,计算出了超过 7.4 万个配电资产的运行状况,占目标群体的 77%,平均置信度为 86%。在制定出资产运行状况指数和基于风险的资产管理计划后的前两年内,该公用事业公司将缺陷设备导致的停电减少了 43%。自 2014 年以来,EPCOR 的资产性能已经趋于平稳,目前处于规定阈值的可接受范围内。总系统平均停电持续时间指标为 0.833,远低于每位客户 1.15 小时的规定阈值。

 提供可持续效益

Seewald 表示:“在 AssetWise 中执行故障模式影响分析和故障跟踪。”

 

现在,AssetWise 支持更细的资产数据粒度,因此 EPCOR 可以指定每个资产的故障概率、严重性和风险成本。所得到的信息可帮助 EPCOR 确定要采取的恰当行动或干预措施,从而提高服务的整体价值。该数据还有助于资本投资的长期规划,虽然成本压力不断增加且基础设施老化规模前所未有,但 EPCOR 仍能够维持电力系统的可靠性。通过签订长期稳定的合约和提高议价能力,分析工作及其实际结果为进一步节省成本创造了机会。

 

基于静态的故障曲线和风险分析的持续应用对于配电行业而言是一种新方法。咨询工程公司认为,EPCOR 已成功弥合了工程决策与经济影响之间的鸿沟,最终建立了可量化的业务案例,这些案例是该公用事业公司对资产基础设施进行持续优先排序的核心组成部分。作为全面的决策支持系统,EPCOR 基于风险的资产管理实践有助于在恰当的时间将正确的决策应用于合适的资产,从而促进持续的改进和发展。Seewald 表示:“[AssetWise] 帮助我们确保埃德蒙顿市的系统可靠性并控制成本,这对经济发展至关重要。”